elektriska och magnetiska fält i distributions

advertisement
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT
I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
RAPPORT 2017:401
UNDERHÅLL AV ELNÄT
Elektriska och magnetiska fält i
distributions- och regionnät
GÖRAN OLSSON OCH KATARINA YUEN
ISBN 978-91-7673-401-8 | © ENERGIFORSK maj 2017
Energiforsk AB | Telefon: 08-677 25 30 | E-post: [email protected] | www.energiforsk.se
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
Förord
Projektet Elektriska och magnetiska fält i distributions- och regionnät,
har gjorts inom forskningsprogrammet Underhåll av elnät. Programmet
har satsat på projektet eftersom det genom sina resultat med fokus på
lågfrekventa fält - 50 Hz - belyser vilken påverkan Arbetsmiljöverkets
föreskrift Elektromagnetiska fält AFS 2016:3 får på arbetet med
distributions- och regionnät.
Programmet syftar till att analysera de behov som finns inom underhåll,
diagnostik och reinvesteringsstrategi. Visionen är att resultaten från programmet
ska ge ett bättre tekniskt och finansiellt beslutsunderlag för val mellan olika
satsningar i elnätet i syfte att upprätthålla eller höja dess prestanda.
Idéproduktionen initieras främst från de problem och uppkomna behov som finns
hos elnätsföretagen.
Projektet har utförts av STRI AB och Sweco Energiguide AB. Rapporten har
skrivits av Göran Olsson på STRI och Katarina Yuen på Sweco Energiguide. Till
projektet har funnits en referensgrupp bestående av Christer Gruber,
Energiföretagen Sverige, Hans Lagergren, Svenska Kraftnät samt Sven
Jansson/Anton Fagerström, Energiforsk.
3
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
Sammanfattning
I Arbetsmiljöverkets föreskrift Elektromagnetiska fält AFS 2016:3 ges
begränsningar för arbetstagares exponering för elektriska, magnetiska
och elektromagnetiska fält inom frekvensområdet 0 Hz – 300 GHz. I
denna rapport fokuseras på lågfrekventa fält - 50 Hz - och vilken
påverkan före-skriften får på arbetet med distributions- och regionnät.
Ett antal arbetsområden inom spänningsområdet 10/12 - 130/145 kV som berör luftledningar, stationer och ställverk samt kablar har studerats och bedömts med
avseende på exponering för B- och E-fält och vilka konsekvenser det kan få på
arbetets utförande. Bedömningen har i första hand gjorts mot föreskriftens s k
insatsvärden och i andra hand mot de beräknade nivåer på yttre fält som
motsvarar gränsvärdet, vanligen benämnda LEF (Exposure Limit Equivalent
Field). På detta sätt fås harmonisering med internationell standard och med de
riktlinjer som tagits fram inom Svenska kraftnät.
Vid bedömning av arbetet på luftledningar och i stationer har uppgifterna delats in
i Arbete Utan Spänning (AUS) - utanför närområdet, Arbete Nära Spänning (ANS)
- inom närområdet och Arbete Med Spänning (AMS) - inom riskområdet. Då
exponeringen beror av avståndet till spänningsförande anläggningsdel har alla
beräkningar av fält utgått från de avstånd till risk- respektive närområdets yttre
gräns som anges i standarden SS-EN 50 110-1. Det är dock vanligt att man
tillämpar längre avstånd och på detta sätt fås också lägre fältnivåer.
Ett centralt avsnitt i föreskriften handlar om arbetsgivarens bedömning av förekommande elektriska och magnetiska fält och den riskbedömning som skall göras
som en del av det systematiska arbetsmiljöarbetet. Arbetsgivaren skall även
informera sin personal om förekommande fält och vilka övergående symtom dessa
kan ge på människokroppen. Syftet med denna rapport är att ge underlag till en
sådan första bedömning av exponeringen vid olika arbeten och hur fortsatta
undersökningar bör inriktas. I vissa enklare fall behövs kanske inte ytterligare
underlag, medan andra kräver beräkningar och/eller mätningar. I korthet kan
exponeringsförhållandena sammanfattas enligt följande:
Luftledningar: För magnetsikt fält rekommenderas ett minsta avstånd mellan
huvud och faslina på 10–20 cm och för större kroppsdelar minst 2–6 cm. Lokal
fältförstärkning ger E-fält 20-24 kV/m invid stolpben för 145 kV. Arbete med enbart
isoler-handskar på 36 kV ledningar rekommenderas inte p g a E-fält >50 kV/m vid
händerna.
Kapslade mellanspänningsställverk för 12 och 24 kV: Vid arbete med stängda
skåp fås inga yttre elektriska fält och inte heller magnetfält över låg insatsnivå.
Arbete på kabelsidan kan ge exponering för B-fält motsvarande låg till hög
insatsnivå.
Stationer och ställverk, AUS, ANS samt AMS med isolerstångsmetoden:
Magnetiska fält under låg insatsnivå. E-fältet vid AUS är normalt under låg
insatsnivå men kan vid 130/145 kV nå upp till hög nivå p g a lokal fältförstärkning.
4
Vid ANS fås E-fält i allmänhet mellan låg och hög insatsnivå och över hög
insatsnivå mellan faserna.
Kablar: Inga yttre elektriska fält. Vid märkström rekommenderas >100 mm mellan
kabel och huvud för triangulär konfiguration (och 3-fas kablar) och >250 mm för
horisontell konfiguration.
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
Summary
The provision Elektromagnetiska fält AFS 2016:3 from Swedish work
environment authority gives recommendations for workers exposure to
electric, magnetic and electromagnetic fields from 0 Hz to 300 GHz. Focus
in this report is on low-frequency fields, 50 Hz, and their impact on work
on distribution- and sub-transmission networks.
A number of working tasks in the voltage range 10/12 to 130/145 kV dealing with
work on overhead lines, in substations and with cables have been studied and
assessed regarding field exposure and consequences. The assessment has primarily
been based on the Action Levels (AL) and secondly on the calculated values of the
external field corresponding to the relevant Exposure Limit Value (ELV), called
LEF (Exposure Limit Equivalent Field). This procedure follows international
standards and also the new internal guidelines prepared by Svenska kraftnät.
The assessment of risks and the determination of exposure for work on overhead
lines and in substations have been divided in Dead working, working in the
vicinity of live parts and Live working. The field calculations have been based on
the distances to the outer limit of the live working zone and to the vicinity zone, as
the exposure is strongly dependent on the distance to live conductors
A central part of the provision deals with the employer’s risk assessment including
determination of worker´s exposure to electric and magnetic fields. This shall be
carried out as a part of the continuous on-going work to reduce all risks for
workers. The employer shall give the workers information about the result of the
assessment and about the possible health effects of exposure. The intention of this
report is to give the employer guidance to this assessment and how further
investigations shall be directed. Some less complex situations may not need any
more studies, while others may need both calculations and measurements. The
exposure conditions can be summarized as follows:
Over-head lines: For the magnetic field, a minimum distance of 10-20 cm between
phase conductor and head is recommended and 2-6 cm for larger parts of the body.
Local concentration of the electric field can result in E-field levels of 20-24 kV/m
close to tower legs for 145 kV. Working on 36 kV lines using only insulation gloves
is not recommended as the E-field at the surface of the conductor may exceed 50
kV/m, which is above the Action Level (AL) for the hands.
Medium voltage cubicles for 12 and 24 kV: The electric and magnetic field are
below AL low when the cubicles are closed. Work on the cable side of the cubicles
may result in B-field levels varying from AL low to high.
Stations: The magnetic field is below AL low for working in the Dead working
zone, in the vicinity zone and in the Live working zone with hot stick. The electric
field is normally below AL low but can reach high action levels due to local
concentration of the field. For work in the vicinity zone the E-field level is normally
between low and high AL but can exceed high AL level in the area between the
phases.
6
Cables: No external electric field. A distance of at least 100 mm is recommended
for the distance cable to head (at rated current) for a trefoil cable configuration. At
least 250 mm is recommended for a horizontal or flat configuration.
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
Innehåll
1
Inledning
9
2
Arbetsmiljöverkets föreskrift AFS 2016:3
10
2.1
Allmänt om föreskriften
10
2.2
Gränsvärden och insatsnivåer
10
2.3
Det systematiska arbetsmiljöarbetet
12
2.4
Utbildning av arbetstagare
14
2.5
Kommentarer till föreskriften
14
3
Exponering över insatsnivåerna
17
4
Riktlinjer för exponering - sammandrag
21
5
Arbete i höga elektriska och magnetiska fält
23
5.1
23
6
7
Arbetsmetoder
Arbete på luftledningar
25
6.1
Arbete utan spänning
25
6.2
Arbete nära spänning
26
6.3
Arbete med spänning
30
6.3.1 Isolerstångsmetoden
30
6.3.2 Isolerhandskmetoden
30
6.3.3 Barhandsmetoden
37
Arbete i ställverk och stationer
40
7.1
Arbete i kapslade ställverk för 12 och 24 kV
40
7.2
Arbete i luftisolerade stationer för 52, 72,5 och 145 kV
43
7.2.1 Arbete utan spänning
43
7.2.2 Arbete nära spänning
51
7.2.3 Arbete med spänning – isolerstångsmetoden
52
8
Förstärkning av det elektriska fältet invid jordade strukturer
54
9
Arbete nära kablar
57
10
Sammanfattning och riktlinjer för arbete i elektriska och magnetiska fält
64
10.1
Riktlinjer för arbete på luftledningar
65
10.2
Riktlinjer för arbete i stationer och ställverk
66
10.3
Förstärkning av det elektriska fältet invid jordade strukturer
66
10.4
Riktlinjer för arbete på Kablar
66
10.5
Översikt av bedömda arbetsuppgifter
67
11
Referenser
70
8
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
1
Inledning
Den 1 juli 2016 trädde en ny föreskrift från Arbetsmiljöverket i kraft. Den är till
sitt tekniska innehåll identisk med det EU direktiv som publicerades i juni 2013
och reglerar arbetstagares exponering för elektriska och magnetiska fält.
Direktiv och föreskrift omfattar hela frekvensområdet från 0 Hz upp till 300
GHz och får därigenom inverkan inte bara på elbranschen utan även på delar av
bl a stål- och verkstadsindustrin. I denna rapport behandlas den påverkan som
föreskriften får på arbetet inom svenska distributions- och regionnät och med
fokus på lågfrekventa fält, företrädesvis med frekvensen 50 Hz.
Frågan om och hur lågfrekventa elektriska och magnetiska fält påverkar människan
har studerats mer omfattande sedan mitten av 1960-talet och i Sverige sedan mitten
av 70-talet. Det var troligen planeringen inför kommande 800 kV luftledningar som
motiverade denna tidiga svenska satsning på framförallt det elektriska fältets
omedelbara verkningar. Efter ett antal år kom intresset sedan att riktas mot
eventuella långtids-effekter av lågfrekventa magnetfält och de omedelbara
effekterna blev mindre aktuella. 1998 publicerade den internationella
strålskyddsorganisationen ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing
Radiation Protection) riktlinjer för allmänhetens och arbetstagarens exponering för
EMF [1] och där nivåerna baserades på fältets omedelbara effekter på människan.
ICNIRPs riktlinjer kom att ligga till grund för en rekommendation från EU rörande
allmänhetens exponering [2] och för motsvarande före-skrift från det svenska
Strålskyddsinstitutet [3] (numera Strålsäkerhetsmyndigheten). Riktlinjerna från 1998
kom också att utgöra en bas för det förslag till EU-direktiv avseende arbetstagares
exponering som var avsett att träda i kraft 2004. Det visade sig emellertid att det
fanns flera olösta frågor, inte minst inom den medicintekniska sidan, och införandet
av det nya EU-direktivet sköts fram i tiden först till 2008 och sedan till 2013. Den 26
juni 2013 publiceras så det nya EU-direktivet avseende arbetstagares exponering för
elektriska och magnetiska fält [4]. Dess tekniska innehåll skiljer sig markant från
2004 års utgåva och detta beror framförallt på att den senare utgåvan baseras till
betydande del på de reviderade riktlinjer som ICNIRP publicerade 2010 [5]. Enligt
direktivet skall motsvarande nationella föreskrifter ha trätt i kraft senast den 1 juli
2016. Sedan i maj månad finns också den svenska EMF-föreskriften från
Arbetsmiljöverket tillgänglig [6] och möjlighet finns att implementera denna i det
ordinarie arbetsmiljöarbetet. Den nya EMF-föreskriften gäller i princip samtliga
verk-samheter där arbetstagare utför arbete för arbetsgivares räkning. Med
arbetsgivare likställs även den som hyr in arbetskraft. För verksamhet kopplad till
arbete med magnetisk resonanstomografi gäller vissa undantag från föreskriften och
under vissa omständigheter kan även försvarsmakten tillämpa ett eget regelverk.
Dessa verksamheter ligger dock utanför denna studie.
I följande avsnitt kommer den nya föreskriften att diskuteras. Betydelsen av insatsoch gränsvärden kommer att förklaras och hur dessa kan kopplas till vanligt förekommande arbetsuppgifter inom distributions- och regionnät; 12–145 kV.
Avslutnings-vis ges några exempel på arbetsuppgifter inom dessa områden och
vilken exponering för fält som dessa kan medföra.
9
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
2
Arbetsmiljöverkets föreskrift AFS 2016:3
2.1
ALLMÄNT OM FÖRESKRIFTEN
Arbetsmiljöverkets föreskrift Elektromagnetiska fält 2016:3 [6] ger begränsningar
för arbetstagares exponering för elektriska, magnetiska och elektromagnetiska fält
inom frekvensområdet 0 Hz – 300 GHz. Denna rapport fokuserar på lågfrekventa
fält, före-trädesvis med frekvensen 50 Hz. Inledningsvis är det också viktigt att
påpeka att denna rapport på intet sätt ersätter föreskriften. Det är föreskriften som
gäller och för tolkning av föreskriften rekommenderas att studera de s k icke
bindande vägledningarna för tillämpning av direktivet (och därigenom
föreskriften) som publicerats genom EU [7-9].
Syftet med föreskriften AFS 2016:3 är att skydda arbetstagare mot de hälso- och
säker-hetsrisker som kan uppstå vid exponering för elektriska och magnetiska fält i
arbetet. De gränsvärden som är fastställda har baserats på vetenskapligt fastställda
samband mellan omedelbara och övergående effekter på människokroppen och
exponering för fält. Eventuella långtidseffekter som cancer, Alzheimer sjukdom
etc. av exponering för fält ingår inte och inte heller de risker som kan uppstå vid
beröring av spänningssatta ledare.
2.2
GRÄNSVÄRDEN OCH INSATSNIVÅER
I direktivet och föreskriften talas om gränsvärden och insatsnivåer. Gränsvärdena
är grundade på omedelbar påverkan på människans organ. De fenomen som här
avses är övergående, d v s försvinner fältet så upphör även kroppens reaktion. Det
finns gräns-värden för hälsoeffekter, som inom det lågfrekventa området avser
påverkan på bl a det perifera nervsystemet (som styr våra muskler). Det finns även
gränsvärden för sensoriska effekter, som skyddar mot påverkan på det centrala
nervsystemet i hjärnan. Kroppsliga reaktioner är här bl a fosfener, som upplevs
som ljusblixtar i ögats randzon. Dessa gränsvärden uttrycks båda som en elektrisk
fältstyrka (mV/m) inne i kroppens organ. Det är nämligen så att både ett elektriskt
och ett magnetiskt fält utanför människokroppen, ger upphov till ett elektriskt fält
inne i kroppen. Valet av storhet kommer från att kroppens egna signaler via
nervbanorna drivs fram av svaga elektriska fält och att en påverkan på detta inre
fält antas kunna få övergående påverkan på kroppens funktioner.
Denna inre fältstyrka kan dock inte mätas, utan kan bara uppskattas genom
omfattande beräkningar. Ordet uppskattas används här eftersom korrekta
beräkningar förutsätter ett kunnande om människans inre som vi ännu inte riktigt
har. För att få storheter som kan mätas utanför kroppen har de s k insatsnivåerna
tagits fram, som för det magnetiska fältet (B) kan uttryckas i µT och för det
elektriska fältet (E) i kV/m. Det ges två insatsnivåer – låg och hög. För B-fältet
motsvarar låg nivå gränsvärdet för sensoriska effekter och hög nivå gränsvärdet
för hälsoeffekter. Låg insatsnivå för E-fältet begränsar det inre elektriska fältet och
s k gnisturladdningar begränsas. Vid upp till hög nivå på det yttre E-fältet
överskrids fortsatt inte gränsvärdet för det inre elektriska fältet och besvärande
10
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
gnisturladdningar kan undvikas om man vidtar skydds-åtgärder som
potentialutjämning.
Relationen mellan insatsnivåer och gränsvärden är konservativ. Detta innebär att
om en exponering inte överskrider aktuell insatsnivå är det säkerställt att
exponeringen inte överskrider gränsvärdet. Det är däremot så att exponering över
insatsnivån inte nödvändigtvis innebär att gränsvärdet överskrids. I Tabell 1
redovisas aktuella gränsvärden. För en komplett tabell hänvisas till föreskriftens
Bilaga 4 och Tabell 1.
Den inducerade fältstyrkan E ind för hälsoeffekter skall ses ett toppvärde
någonstans i kroppen på den exponerade personen och motsvarande för
sensoriska effekter skall ses som toppvärdet i huvudet på den exponerade.
Tabell 1. AFS 2016:3. Gränsvärden. För sinusformade fält gäller att rms-värdet är lika med toppvärdet delat med √2.
I tabellen ges värden för det aktuella lågfrekventa området och specifikt för 50 Hz.
Frekvens f (Hz)
Inre fältstyrka E ind (V/m)
toppvärde
Inre fältstyrka E ind
(mV/m) rms
Gränsvärde för hälsoeffekter
1 ≤ f < 3 000
1,1
778
50
1,1
778
25 ≤ f ≤ 3 000
0,0028 ∙ f
50
0,140
Gränsvärde för sensoriska effekter
99
Till dessa gränsvärden finns motsvarande insatsnivåer; för elektriska fält och för
magnetiska fält (egentligen den magnetiska flödestätheten). För vart sådant
område finns insatsnivåer för hälsoeffekter och motsvarande för sensoriska
effekter. För magnetiska fält finns därtill en insatsnivå specifikt för exponering av
extremiteterna. En översikt av gräns- och insatsvärden och deras koppling till en
ökande risk visas i Figur 1.
Insatsnivåerna för elektriska fält (egentligen den elektriska fältstyrkan) framgår av
Tabell 2. Dessa gäller i fri rymd, d v s utan närvaro av någon person. Vid mätning
av den elektriska fältstyrkan på en arbetsplats skall man alltså mäta fältet där den
som arbetar normalt vistas, men i hans eller hennes frånvaro. Detta kan synas
märkligt men alla omräkningar från yttre fält till inre fältstyrka har utförts i ett
sådant så kallat ostört fält. Insatsnivåerna motsvarar de maximala värdena där
arbetstagarens kropp normalt kan befinna sig.
Vid ett elektriskt fält inte överstigande E låg begränsas den inre fältstyrkan och
risken för smärtsamma gnisturladdningar är liten.
Vid ett elektriskt fält upp till E hög överskrids inte gränsvärdena och risken för
smärt-samma gnisturladdningar kan begränsas med potentialutjämning. Vid
arbete på ett jordat föremål i ett kraftigt elektriskt fält (t ex i ställverksmiljö) kan
arbetstagaren koppla sig till jord med en enkel förbindning. Här skall man dock
undvika kopplingar som inte enkelt kan brytas vid fall eller liknande. Man får inte
skapa en ny farlig situation genom att försöka lösa en annan!
11
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
Tabell 2. AFS 2016:3. Insatsnivåer för elektriska fält.
I tabellen ges värden för det aktuella lågfrekventa området och specifikt för 50 Hz.
Frekvens f (Hz)
E låg (V/m)
E hög (V/m)
25 ≤ f < 50
500 000 / f
20 000
50
10 000
20 000
Även för den magnetiska flödestätheten finns insatsnivåer, se Tabell 3. I detta fall
motsvarar B låg gränsvärdet B ind för sensoriska effekter och B hög motsvarande för
hälso-effekter. Med andra ord: vid exponering under B låg överskrids inget
gränsvärde. Vid exponering upp till B hög överskrids inte gränsvärdet för
hälsoeffekter, men övergående effekter på hjärnan och synsystemet kan
uppkomma, exempelvis magnetofosfener. Den högsta nivån B extr gäller för
exponering av extremiteterna, exempelvis händerna, och kan accepteras då
påverkan på huvud och bål är begränsad.
Liksom för den elektriska fältstyrkan gäller att insatsnivåerna motsvarar de
maximala värdena där arbetstagarens kropp kan befinna sig.
Tabell 3. AFS 2016:3. Insatsnivåer för magnetisk flödestäthet.
I tabellen ges värden för det aktuella lågfrekventa området och specifikt för 50 Hz.
Frekvens f (Hz)
B låg (µT)
B hög (µT)
B extr (µT
25 ≤ f < 300
1 000
300 000 / f
900 000 / f
50
1 000
6 000
18 000
För det låga frekvensområdet som kraftsystemet använder, finns en tredje storhet
att ta hänsyn till; den kontinuerliga kontaktströmmen som flyter vid elektrisk
kontakt mellan föremål av olika potential. Om man t ex tar i en bil som är parkerad
i ett ställverk så kan en kontaktström flyta från den uppladdade bilen, via
människokroppen till jord. Detta förutsätter att bilen som laddas upp av fältet har
isolerande däck och att personen har kontakt med jord via den andra handen eller
via skor med ledande sula. Teoretiskt behöver ingendera parten – bilen eller
personen – vara jordad, men det ger då en lägre kontaktström. Vid kontakt med en
större bil parkerad på en plats med hög fältstyrka i ett 400 kV ställverk, kan
kontaktströmmen uppgå till ca 0,5 – 1 mA. Insatsnivån för kontaktström framgår
av Tabell 4.
Tabell 4. AFS 2016:3. Insatsnivåer för kontaktström.
I tabellen ges värden för det aktuella lågfrekventa området och specifikt för 50 Hz.
Frekvens f (kHz)
I kontakt rms (mA)
F < 2,5
1,0
50
1,0
2.3
DET SYSTEMATISKA ARBETSMILJÖARBETET
Arbetsmiljöverkets föreskrift innehåller förutom insatsnivåer och gränsvärden
även anvisningar för vad arbetsgivaren skall göra i olika situationer och detta
skiljer sig inte så mycket från vad som gäller för andra fysikaliska
12
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
arbetsmiljöfaktorer som buller och vibrationer. Frågan om elektriska och
magnetiska fält skall ingå som en del i det systematiska arbetsmiljöarbetet. Enligt §
14 i föreskriften ska arbetsgivaren ”bedöma alla de risker, såväl direkta som indirekta
som uppstår på grund av elektromagnetiska fält på arbetsplatsen och, om nödvändigt ska
arbetsgivaren mäta eller beräkna nivåerna på de elektromagnetiska fält som arbetstagarna
exponeras för. Resultatet av riskbedömningen kan ingå och vara en del i den riskbedömning
som skall göras enligt Arbetsmiljöverkets föreskrifter om systematiskt arbetsmiljöarbete.”
Se även AFS 2001:1 [10]. Detta skall planeras och ske i samverkan mellan
arbetsgivare och arbetstagare eller skyddsombud (32 §).
Arbetsgivaren skall identifiera och bedöma förekommande fält på arbetsplatsen
(15 §). Detta skall göras med stöd av EU:s utgivna riktlinjer [7-9], standarder och
annan vägledning. Om inte lämplig information finns att tillgå får bedömningen
baseras på beräkningar och/eller mätningar (16 §).
Det skall säkerställas att exponeringen inte överskrider givna gränsvärden (10 §).
Detta anses gälla då exponeringen inte överskrider givna insatsnivåer (11 §). Om
exponeringen överskrider en viss insatsnivå, skall arbetsgivaren visa att
motsvarande gräns-värde inte överskrids (11 §).
Föreskriften medger dock att insatsnivåer och gränsvärden får överskridas i vissa
fall:
Den låga insatsnivån för elektriska fält (10 kV/m) får överskridas förutsatt att
gränsvärdet för sensoriska effekter inte överskrids, eller att gränsvärdet för
hälsoeffekter inte överskrids (12 §). Alltför kraftig gnisturladdning skall förebyggas
genom jordning eller potentialförbindning (27 §) och arbetstagarna skall få
information om övergående effekter på det centrala eller det perifera nervsystemet
(31 §).
Den låga insatsnivån för magnetisk flödestäthet (1000 µT) får överskridas om inte
gränsvärdet för sensoriska effekter överskrids annat än tillfälligt och om inte
gräns-värdet för hälsoeffekter överskrids (12 §). Arbetstagarna skall få information
om övergående effekter på det centrala och det perifera nervsystemet (31 §).
Förekommer sådana övergående effekter skall arbetsgivaren uppdatera
riskbedömningen (30 §).
Exponeringen för ett elektriskt eller ett magnetiskt fält får överskrida gränsvärdet
för sensoriska effekter (99 mV/m) om detta endast sker tillfälligt och gränsvärdet
för hälso-effekter inte överskrids (13 §). Förekommer det effekter på det centrala
nervsystemet skall riskbedömningen uppdateras (30 §) och arbetstagarna
informeras om dessa övergående effekter (31 §).
Av 18 § framgår hur en riskbedömning skall göras och vad som särskilt skall
beaktas. Bl a skall särskild hänsyn tas till arbetstagare som är särskilt utsatta och då
i synnerhet arbetstagare med aktiva (ex vis pacemaker eller insulinpumpar) eller
med passiva implantat (ex vis konstgjorda leder av metall och skruvar av metall)
eller som är gravida.
Visar riskbedömningen att exponeringen överskrider insatsvärdena skall detta
markeras med skyltar och tillträdet begränsas på lämpligt sätt (26 §). Är tillträdet
13
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
till arbetsplatsen redan begränsat genom staket eller dylikt, räcker det med att
arbets-tagarna informeras om aktuella risker.
Om riskbedömningen visar att insatsnivåerna överskrids och det inte samtidigt
kan visas att motsvarande gränsvärden inte överskrids, skall arbetsgivaren ta fram
en handlingsplan för att begränsa exponeringen (23 §). Handlingsplanen skall i
första hand anvisa alternativa arbetsmetoder och i sista hand lämplig personlig
skydds-utrustning.
I 33 § talas om hälsoundersökning. Arbetsgivaren skall se till att den som
exponerats över gränsvärdet eller om oönskad eller oväntad hälsoeffekt
rapporterats, får genomgå en hälsoundersökning med syfte att upptäcka
eventuella negativa effekter. För särskilt utsatta personer kan hälsoundersökning
motiveras även vid exponering understigande gränsvärdet.
2.4
UTBILDNING AV ARBETSTAGARE
I föreskriften ingår information till och utbildning av arbetstagare som en del av
arbets-givarens riskbedömning. Arbetsgivaren skall se till att de arbetstagare som
sannolikt kan komma att utsättas för risker orsakade av elektromagnetiska fält på
arbetsplatsen, får ta del av riskbedömningen och att de ges nödvändig information
och utbildning om dess innehåll (31 §). I paragrafen listas vad utbildningen skall
innehålla; bl a skall det ingå information om:
•
•
•
•
•
•
Gränsvärden, insatsnivåer och risker vid sådan exponering.
Resultatet av bedömningen, beräkningen eller mätningen.
Hur negativa hälsoeffekter upptäcks och vilka övergående symtom som är
förknippade med exponering.
Rätten till läkarundersökning.
Säkra arbetsrutiner.
Arbetstagare som är särskilt utsatta.
Föreskriften säger inget om utbildningens varaktighet i timmar, det sägs heller
inget om utbildningens form eller av vilken institution en sådan får ges, utan det
lämnas åt arbetsgivaren att ge en för sina arbetstagare lämplig information eller
utbildning. Det torde därför vara högst önskvärt om elkraftbranschen kunde ta
fram och enas om en sådan anpassad utbildning.
2.5
KOMMENTARER TILL FÖRESKRIFTEN
Föreskriften är i många stycken svårläst och inte helt lätt att förstå för den som inte
är insatt i ämnet. Det rekommenderas därför att börja med att läsa de s k icke
bindande vägledningar som givits ut av EU [7-9]. I synnerhet den första volymen
[7] ger en god introduktion till ämnet.
Svårigheter återfinns inom flera områden: Först det faktum att våra sinnesorgan
knappt förmår uppfatta fält av rimlig styrka. När det gäller elektriska fält förmår
flertalet känna dess inverkan på hårstrån på huvud och armar vid ca 10 kV/m. Det
magnetiska fältet märker vi inte av förrän det nått betydande styrka, kanske över
ett par mT.
14
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
Sedan denna uppdelning i gränsvärden som är icke mätbara storheter inne i
människo-kroppen och insatsvärden som är mätbara storheter utanför kroppen.
Därtill kommer att relationen mellan gränsvärden och insatsvärden är oklar och
fortfarande föremål för utredning av internationella forskare.
En mer pedagogisk svårighet att förklara är varför mätningar skall göras i arbetstagarens frånvaro. Det kan förvisso förklaras med att de dosimetriska
beräkningarna görs på detta sätt, men har ändå visat sig svårt att förklara för den i
ämnet oinvigde.
Uppdelningen i sensoriska effekter och hälsoeffekter är en ytterligare
komplicerande faktor som kräver tid att förklara. Pedagogiskt svårt är också att
förklara varför sensoriska effekter kan accepteras i vissa fall.
Tillsammans gör allt detta att den information och utbildning som nämns i avsnitt
2.4 blir omfattande och måste få ta tid. Lämpligen kan man här göra en uppdelning
av de som skall utbildas, så att skyddsombud och personer som planerar arbetet
och genomför riskbedömningar får en mer utförlig information, medan övriga kan
ges en mer begränsad variant. Erfarenheten så här långt visar att även personal
med god teoretisk utbildning och kunskap om elsäkerhet och arbete i
högspänningsmiljö behöver ett par timmars information för att få en rimlig
introduktion till ämnet. För de personer som självständigt skall ta fram
riskbedömningar för arbete i denna miljö, eventuellt med beräkningar och/eller
mätningar, krävs troligtvis betydligt längre tid. En hel dag kan säkert då vara mera
lämpligt.
15
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
Figur 1. Schematisk bild av sambandet mellan gränsvärden och insatsnivåer. Återgiven från Icke-bindande
vägledning till god praxis vid tillämpningen av direktiv 2013/35/EU. Elektromagnetiska fält. Volym 1: Praktisk
vägledning [7].
16
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
3
Exponering över insatsnivåerna
Det kan i vissa fall bli aktuellt att bedöma en exponering som överstiger
insatsnivåerna men inte gränsvärdena. Arbetsmiljöverkets föreskrift medger detta
enligt 11 § - 13 §, men lämnar ingen direkt vägledning hur denna bedömning skall
göras annat än att arbetsgivaren skall visa i sin riskbedömning att aktuella
gränsvärden inte överskrids. För denna exponeringsbedömning gäller enligt 16 §
att man särskilt skall beakta den osäkerhet som finns vid denna typ av beräkningar
och därmed göra en konservativ exponeringsbedömning. Viss ledning för denna
bedömning ges i avsnitt D.1.3 i volym 1 av den icke-bindande vägledningen som
tagits fram av EU [7].
Tydligare anvisningar för hur en exponering över insatsnivåerna kan motiveras
och hanteras ges i ett dokument med titeln ”Guide for implementing Directive
2013/35/EU on electromagnetic fields” [11]. Dokumentet har tagits fram av
ENTSO-E (European Transmission System Operators) och kan fritt laddas ner från
www.entsoe.eu. Det avser huvudsakligen högre spänningsnivåer än vad som
denna rapport behandlar, men då de grundläggande principerna är desamma är
dokumentet ändå mycket användbart.
I ENTSO-E guiden använder man begreppet Exposure Limit Equivalent Field
förkortat LEF i beskrivningen av fält över insatsnivåerna. LEF är den lägsta nivån
på ett yttre homogent fält som enligt samlad vetenskaplig litteratur ger en elektrisk
fältstyrka inne i människokroppen motsvarande gränsvärdet. Detta innebär att det
finns LEF-nivåer motsvarande för elektriska och för magnetiska fält och
motsvarande gränsvärdet för sensoriska effekter och motsvarande för
hälsoeffekter. Totalt ger detta fyra olika LEF för de typer av exponering som denna
rapport berör. Begreppet LEF kommer från en blivande standard från CENELEC
med beteckningen PrEN 50647, som kan förväntas utkomma under 2017 [12]. I
ENTSO-E guiden rekommenderas läsaren att använda de LEF som anges i
standarden EN 50647 eller möjligen att använda de intervall som anges i 2010 års
utgåva i de riktlinjer för exponering som utgivits av ICNIRP [5]. Intervall används
här för att ta hänsyn till den osäkerhet som finns i de olika beräkningsmodellerna,
bl a vad det gäller kroppsform och vävnaders konduktivitet. För användaren är
naturligtvis ett värde att föredra framför ett brett intervall, som annars lätt leder till
osäkerhet.
Tabell 5. LEF enligt prEN 50647 och exponeringsintervall enligt ICNIRP Guidelines 2010 [5].
Typ av fält
(50 Hz fält)
Exponeringsnivån ger skydd
mot
LEF enligt prEN
50647
Exponeringsintervall enligt
ICNIRP Guidelines 2010
Magnetiskt fält
Sensoriska effekter
2 mT
3 – 4,3 mT
Magnetiskt fält
Hälsoeffekter
7 mT
12 – 39 mT
Elektriskt fält
Sensoriska effekter
35 kV/m
38 – 58 kV/m
Elektriskt fält
Hälsoeffekter
35 kV/m
24 – 64 kV/m
17
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
Tabell 5 visar på en betydande skillnad mellan EN-standarden och ICNIRPs
riktlinjer. Detta kan delvis förklaras med att standarden tar hänsyn på beräkningar
utförda efter 2010, då ICNIRP publicerade sina riktlinjer och med att man i
standarden bättre tar hänsyn till den felmarginal som finns i denna typ av
beräkningar.
För beräkning av LEF hänvisar man i standarden till en artikel publicerad i juni
2016 av Isabelle Magne och François Deschamps [13], den förra från EDF
(Électricité de France) och den senare från likaledes franska RTE (Réseau de
Transport d’Electricité). I artikeln redovisar man en översikt av ett stort antal
beräkningar av den inre fältstyrkan orsakade av ett yttre fält. Det är beräkningar
som har utförts av olika personer med olika matematiska beräkningsmetoder, med
modeller med olika kroppsform och med modeller där de inre organen givits olika
ledningsförmåga. Därtill har beräknings-resultaten behandlats på varierande sätt.
Detta har gett möjlighet att studera hur exempelvis den inre elektriska fältstyrkan i
det centrala nervsystemet (i hjärnan) beror av ett yttre magnetfält och hur denna
kan variera beroende på olika beräknings-förutsättningar. De olika
osäkerhetskällorna har vägts samman och resultatet av detta har blivit en
felmarginal som skall adderas till något som får antas vara den idag mest korrekta
uppgiften, giltiga för den s k referensmodellen.
Referensmodellen är här den anatomiska modellen Maxwell, som har både en yttre
kroppsform och vikt och storlek hos de inre organen som stämmer bäst överens
med den manliga s k ICRP-modellen. (ICRP - International Commission on
Radiological Protection - har tagit fram anatomiska modeller av en vuxen man och
en vuxen kvinna – de s k ICRP-modellerna att användas vid framföralt studier av
effekter av inre och yttre strålningskällor.) Beräkningarna med Maxwell
publicerades av R. P. Findlay under 2013 [14] och 2014 [15].
I artikeln av Magne och Deschamps [13] ges en översikt av beräkningsresultatet
med Maxwell och med den felmarginal som skall adderas. Detta ger möjlighet att
beräkna LEF-värden för magnetiskt och elektriskt fält med hänsyn till det centrala
(sensoriska effekter) och till det perifera nervsystemet (hälsoeffekter). För det
centrala nervsystemet studeras påverkan på hjärnans s k grå och vita substans och
för det perifera nerv-systemet studeras påverkan på huden, där det perifera
nervsystemet slutar.
De uppgifter från beräkningarna med Maxwell som redovisas i artikeln återges
nedan i Tabell 6. Med fet stil visas de värden som använts vid beräkning av LEF.
Vidare i Tabell 7 och Tabell 8 visas fortsättningen av beräkningen med felmarginal,
beräknad inre fältstyrka och beräknade LEF. Dessa beräknade värden för LEF har
dock en svaghet då basvärdet bygger enbart på den manliga modellen Maxwell,
ingen hänsyn har här tagits till kvinnans anatomi. Denna begränsning beror på att
det bara finns ett fåtal beräkningar med kvinnliga modeller och bara en mycket
begränsad parameterstudie.
Det är framförallt beräkningar med modellen NAOMI publicerade av Peter
Dimbylow 2005 [16], som kan användas för att jämföra ”manliga och kvinnliga
värden”. Beräknade värden för NAOMI visas i Tabell 9 och det framgår där att det
är framförallt värdet för huden på 33,1 mV/m per kV/m som avviker jämfört med
18
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
motsvarande för Maxwell på 14,8 mV/m per kV/m. Det är oklart vad denna stora
skillnad beror på och ävenså var på kroppen som detta uppträder, men i brist på
annan information finns det skäl att ta hänsyn till denna uppgift. I detta fall finns
bara ett värde att tillgå, ingen information finns om vad som händer med annan
kroppsform etc., varför värdet får användas utan någon tillkommande felmarginal.
Beräknade värden på LEF, med hänsyn till data från NAOMI, visas i Tabell 10 och
det är E-fält värdet på 24 kV/m som kommer från beräkningar med NAOMI.
Tabell 6. Beräknad inre fältstyrka för modellen Maxwell, enligt [13]. Fet stil visar värden som används vid
beräkning av LEF.
Exponeringsfall
Yttre fält
50 Hz
Beräknad inre fältstyrka i mV/m,
uttryckt som 99:e percentil
Referens
till tabell i
[13]
Avser sensoriska effekter
Avser
hälsoeffekter
Hjärnan, grå
substans
Hjärnan, vit
substans
Näthinnan
Huden
1 mT, bröst-rygg
26,3
27,2
8,7
78,9
Tabell 3
1 mT, sida-sida
34,5
33,9
17,7
42,2
Tabell 5
1 mT, huvud-fot
26,3
19,1
6,9
41,9
Tabell 7
1 kV/m, huvud-fot.
Fötterna jordade
1,9
1,0
0,6
14,8
Tabell 9
Tabell 7. Beräknade LEF för det centrala nervsystemet, för skydd mot sensoriska effekter. Uppgifter baserade
på [13].
Yttre fält
Beräknad
inre
fältstyrka
(mV/m)
Beräknad
felmarginal
enligt [13]
Beräknad
inre fältstyrka inkl
felmarginal
(mV/m)
Beräknat LEF
för det
centrala
nervsystemet
Beräknat LEF
för det
centrala
nervsystemet,
avrundat
Magnetiskt
1 mT, 50 Hz
34,5
36,7 %
47,2
2,12 mT
2 mT
Elektriskt
1 kV/m, 50 Hz
1,9
49,6 %
2,8
35,2 kV/m
35 kV/m
Tabell 8. Beräknade LEF för det perifera nervsystemet, för skydd mot hälsoeffekter. Uppgifter baserade på [13].
Yttre fält
Beräknad
inre
fältstyrka
(mV/m)
Beräknad
felmarginal
enligt [13]
Beräknad
inre fältstyrka inkl
felmarginal
(mV/m)
Beräknat LEF
för det
perifera
nervsystemet
Beräknat LEF
för det
perifera
nervsystemet,
avrundat
Magnetiskt
1 mT, 50 Hz
78,9
38 %
109
7,3 mT
7 mT
Elektriskt
1 kV/m, 50 Hz
14,8
44,4 %
22
36,4 kV/m
35 kV/m
19
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
Tabell 9. Beräknad inre fältstyrka för NAOMI. Data från [16].
Exponeringsfall
50 Hz
Beräknad inre fältstyrka i mV/m,
uttryckt som 99:e percentil
Hjärnan, grå
substans
Hjärnan, vit
substans
1 mT, bröst-rygg
1 mT, sida-sida
30,2
Hjärnan
Näthinnan
25,7
6,98
31,4
13,5
1 mT, huvud-fot
1 kV/m, huvudfot. Fötterna
jordade
25,1
1,62
Referens till
tabell i [16]
2,02
Huden
Tabell 6
36
6,9
Tabell 5
Tabell 6
0,552
33,1
Tabell 5
Tabell 10. Beräknade LEF för det perifera nervsystemet, för skydd mot hälsoeffekter. Uppgifter baserade på
[13] och på modellen NAOMI enligt [16].
Yttre fält
Beräknad
inre
fältstyrka
(mV/m)
Beräknad
felmarginal
enligt [13]
Beräknad
inre fältstyrka inkl
felmarginal
(mV/m)
Beräknat LEF
för det
perifera
nervsystemet
Beräknat LEF
för det
perifera
nervsystemet,
avrundat
Magnetiskt
1 mT, 50 Hz
78,9
38 %
109
7,3 mT
7 mT
Elektriskt fält
1 kV/m, 50 Hz
33,1
33,1
24,2 kV/m
24 kV/m
De ovan redovisade värdena på LEF är alla beräknade under förutsättning att hela
människokroppen exponeras för ett homogent fält. Vid flertalet exponeringsfall är
dock exponeringen mer eller mindre inhomogen, varför dessa värden är
konservativt beräknade. För det magnetiska fältet finns en öppning för höga lokala
fält då det ges en särskild insatsnivå på 18 mT för exponering av extremiteterna
(händer och fötter). Något sådant undantag för lokala elektriska fält finns inte
angiven i föreskriften [5], men medges enligt § 11 om arbetsgivaren kan visa att
motsvarande gränsvärde inte överskrids och att säkerhetsrisker kan uteslutas.
Beräkningar med inhomogena elektriska fält är komplicerade, men sådana har
genomförts av Yngve Hamnerius och Tomas Nilsson vid Chalmers Tekniska
Högskola på uppdrag av Svenska kraftnät [17]. Beräkningarna visar att det lokala
elektriska fältet vid händerna och underarmarna kan uppgå till 50 kV/m utan att
gränsvärdet för hälsoeffekter överskrids. Är fältet mycket lokalt kan ännu högre
fältstyrkor accepteras.
20
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
4
Riktlinjer för exponering - sammandrag
Den informationen om olika exponeringsgränser som ges i Arbetsmiljöverkets
före-skrift [6], i ENTSO-E Guiden [11] med stöd av den kommande standarden EN
50647 [12], i den analys av tidigare beräkningar som gjorts av Magne och
Deschamps [13] samt i den fördjupade riskanalys som Svenska kraftnät
sammanställt [17] kan samman-fattas på det sätt som visas i Tabell 11 för
magnetiskt fält och Tabell 12 för elektriskt fält.
Generellt gäller att arbetsgivaren ska genomföra en riskanalys om exponeringen
överskrider insatsnivåerna och det skall då visas att exponeringen inte överskrider
respektive gränsvärde. Riskanalysen skall dokumenteras och detta gäller även om
resultatet är positivt; om det kan visas att exponeringen är låg. Arbetstagarna skall
informeras om resultatet av riskanalysen, om betydelsen av insats- och
gränsvärden och om effekter av exponeringen och hur dessa kan undvikas.
Arbetsgivaren skall vidare informera om säkra arbetsrutiner för att minska
exponeringen och om rätten till hälso-undersökning i de fall då oväntad eller
oönskad hälsoeffekt inträffat. Arbetstagare som är särskilt utsatta, som gravida och
personer med pacemaker etc., skall ges en högre skyddsnivå. Vid exponering för
elektriska fält över insatsnivå låg skall åtgärder som potentialutjämning vidtas för
att minska alltför kraftiga gnisturladdningar.
Tabell 11. Riktlinjer för exponering för magnetisk flödestäthet.
Beteckning
Typ av fält
Skyddar mot
Begränsningen
avser
Nivå
Referens
Insatsnivå för
extremiteter
Inhomogent
fält
Hälsoeffekter
Enbart händer
och fötter
18 000 µT
6
LEF (Exposure
Limit Equivalent
Field)
Homogent fält
Hälsoeffekter
Högsta värde
någonstans
i kroppen
7 000 µT
12, 13
Insatsnivå hög,
homogent fält
Homogent fält
Hälsoeffekter
Högsta värde
någonstans
i kroppen
6 000 µT
6
LEF (Exposure
Limit Equivalent
Field)
Homogent fält
Sensoriska
effekter
Högsta värde
i huvudet
2 000 µT
12, 13
Insatsnivå låg,
homogent fält
Homogent fält
Sensoriska
effekter
Högsta värde
i huvudet
1 000 µT
6
21
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
Figur 2. Mätning av magnetfält längs det ena benet i en stolpe för 130 kV.
Tabell 12. Riktlinjer för exponering för elektrisk fältstyrka.
Beteckning
Typ av fält
Skyddar mot
Begränsningen
avser
Nivå
Referens
Insatsnivå för
extremiteter
Inhomogent
fält
Hälsoeffekter
Enbart händer och
underarmar
50 kV/m
17
LEF (Exposure
Limit Equivalent
Field)
Homogent fält
Hälsoeffekter
Högsta värde
någonstans
i kroppen
24 kV/m
16, 17
Insatsnivå hög,
homogent fält
Homogent fält
Hälsoeffekter
Högsta värde
någonstans
i kroppen
20 kV/m
6
LEF (Exposure
Limit Equivalent
Field)
Homogent fält
Sensoriska
effekter
Högsta värde
i huvudet
35 kV/m
12, 13
Insatsnivå låg,
homogent fält
Homogent fält
Sensoriska
effekter
Högsta värde
i huvudet
10 kV/m
6
22
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
5
Arbete i höga elektriska och magnetiska fält
Vid arbete i förhöjda elektriska och magnetiska fält skall arbetsgivaren göra en
risk-bedömning och som en del i denna bedöma fältens storlek. Detta kan göras
genom beräkning och/eller mätning. I vissa fall räcker en enkel bedömning av
fältens storlek för att avgöra om insatsvärden passerats och vilka åtgärder som
måste vidtas. I detta och kommande avsnitt ges vägledning för hur exponeringen
skall bedömas i några vanliga arbetssituationer, som arbete på luftledningar, i
ställverk och i stationer och i närheten av kablar. Vid arbete på oisolerade
ledningar måste hänsyn tas till både det elektriska och det magnetiska fältet. Vid
arbete på kablar är det endast det magnetiska fältet som behöver bedömas, då
kablarnas jordade skärm effektivt avskärmar det elektriska fältet. Samtidigt
innebär detta att man kan arbeta nära kablar och magnetfälts-exponeringen kan
därmed bli påtaglig.
Genomgående gäller att bedömningen av det magnetiska fältet baserats på en
strömnivå som har valts så att den endast i undantagsfall bör överskridas och
magnet-fältsbedömningen bör därmed i de flesta fall bli konservativ. Med hänsyn
till den verkliga nivån på strömmen kan den t o m i något fall bli så konservativ att
ett visst arbetsmoment förhindras. I sådana fall bör bedömningen göras om med en
mer korrekt nivå på strömmen. Även bedömningen m a p elektrisk fältstyrka kan
ibland vara onödigt konservativ då den baserats på de standardiserade avstånd
som finns för respektive spänningsnivå [18]. Om man i praktiken använder längre
avstånd kan beräkningarna behöva anpassas till detta för att inte onödigtvis
försvåra arbetet.
Bedömningen av det elektriska fältet bygger på spänningsnivå. Normalt varierar
denna inte lika kraftigt i en anläggning som strömmen, och
konstruktionsspänningen kan därför anses vara representativ generellt.
5.1
ARBETSMETODER
Vid arbete på vanlig oisolerad luftledning måste hänsyn tas till både det elektriska
och det magnetiska fältet. Därtill måste hänsyn tas till gränserna för risk- och
närområdena, som i sin tur bestäms av spänningens nivå. Arbete innanför
riskområdets yttre gräns är per definition s k Arbete Med Spänning (AMS) och
arbete innanför närområdets yttre gräns betecknas Arbete Nära Spänning (ANS).
Byggnadsarbete av ledningar och stationer och merparten av allt underhållsarbete
utförs utanför närområdets yttre gräns; som arbete utan spänning. Något arbete
kan utföras som arbete nära spänning och ett mindre antal väl definierade
arbetsuppgifter utförs som arbete med spänning. För den senare gruppen krävs
särskild utbildning. Avståndsgränserna för risk- och närområde ges i den svenska
standarden SS-EN 50 110-1, utg 3: 2013 ”Skötsel av elektriska anläggningar - Del 1:
Allmänna fordringar”[18] och visas här i Tabell 13. Enligt denna SS-EN standard
finns tre olika arbetsmetoder vid arbete med spänning.
Generellt gäller att innan något arbete påbörjas ska en lämplig riskhantering
genomföras och nödvändiga skyddsåtgärder vidtas. Observera att denna alltid
23
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
skall göras, även om inte arbetet medför någon risk orsakad av exponering för
elektriska eller magnetiska fält.
Arbete utan spänning är arbete utanför närområdets yttre gräns.
Arbete nära spänning är allt arbete där en arbetare befinner sig inom närområdet
eller når detta med kroppsdel eller med verktyg, utrustning eller anordning, dock
utan att nå riskområdet.
Arbete med spänning är allt arbete vid vilken arbetaren antingen berör
spänningssatta delar eller är inom eller når riskområdet med kroppsdel eller
verktyg. Arbete med spänning kan utföras enligt:
Isolerstångsmetoden
Isolerhandskmetoden
Barhandsmetoden
•
•
•
Tabell 13. Riktvärden för avstånden D L och D V . Efter Tabell A.1 i SS-EN 50 110-1 [18]. Avstånd för 12, 24, 52,
72,5 och 145 kV är interpolerade och är i tabellen markerade med kursiv stil.
Nominell
systemspänning
U N kV
Minsta godtagbara
avstånd i luft till riskområdets yttre
gräns
D L mm
Minsta godtagbara
avstånd i luft till närområdets
yttre gräns
D V mm
10
120
1150
12
140
1160
15
160
1160
20
220
1220
24
260
1260
30
320
1320
36
380
1380
45
480
1480
52
550
1550
60
630
1630
70
750
1750
72,5
800
1800
110
1000
2000
132
1100
3000
145
1200
3000
150
1200
3000
24
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
6
Arbete på luftledningar
6.1
ARBETE UTAN SPÄNNING
Vid arbete utan spänning utförs arbetet på ett avstånd som överstiger den yttre
gränsen för närområdet och exponeringen för B- och E-fält blir vanligtvis så låg att
ingen fortsatt utredning krävs. De två exempel som ges i Tabell 14 får illustrera
detta. De är beräknade med typiska geometrier för 24 och 145 kV luftledningar och
den valda strömmen är en vanlig konstruktionsnivå. Beräkningarna av B-fält har
utförts med programmet EMF-7 Magnetic Field (3-D) utvecklat av EPRI och
beräkningarna av E-fält med det likaledes analytiska EPRI-programmet EMF-4
Electric Field of Transmission Lines (3-D). De båda programmen ingår i ett
programbibliotek som medföljer ”EPRI AC Transmission Line Reference Book –
200 kV and Above” [19].
Figur 3. Äldre ledning för 130 kV med schematiska linjer för E-fältet i rött och med svarta linjer för
fältberäkning längs stolpbenet (V) och i nivå med faslinorna (H).
25
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
Tabell 14. Arbete utan spänning. B- och E-fält beräknat i området runt faslinorna. Spridningen hos de
beräknade fältnivåerna beror på att fältet är osymmetriskt runt fasledarna. För både 24 och 145 kV är faslinan
enkel (simplex), med 20 mm diameter för 24 kV och 39 mm för 145 kV. Fältlinjerna för E-fältet visas
schematiskt i Figur 3.
Nominell
systemspänning (kV)
Avstånd till närområdets yttre gräns
24
145
145
Bedömning för B-fält
Bedömning för E-fält
1,26 m
1,26 m
3,0 m
14 kV
84 kV
1,2 - 1,7 kV/m
2,4 - 4,4 kV/m
3,0 m
Spänning fas-jord
Ström i faslina
630 A
1600 A
Beräknat B-fält vid
närområdets yttre gräns
55 - 80 µT
75 - 225 µT
Beräknat E-fält vid
närområdets yttre gräns
Insatsnivå låg
24
1 000 µT
10 kV/m
Då nivåerna för B- och E-fält är betydligt under de lägre insatsnivåerna på 1 000 µT
respektive 10 kV/m krävs ingen ytterligare utredning.
6.2
ARBETE NÄRA SPÄNNING
Arbete nära spänning bedrivs innanför närområdets yttre gräns men utanför riskområdet. Här är fältnivåerna högre och det krävs en mer omsorgsfull bedömning
men samma typ av översikt kan användas som för arbete utan spänning, se Tabell
15.
Vid arbetsområdets inre gräns mot riskområdet; vid 0,26 respektive vid 1,2 m, är
fält-bilden inte särskilt påverkad av stolpar eller reglar och fältet kan här beräknas
utan hänsyn till dessa. Här ligger beräknade B-fältnivåer under den lägre
insatsnivån medan E-fältet är påtagligt högre, mellan låg och hög insatsnivå. De
höga E-fältsnivåerna fås i utrymmet mellan faslinorna, där fältet tydligt påverkas
av de två faserna. Se även Figur 4.
Närmare arbetsområdet yttre gräns, mot gränsen för närområdet¸ är magnetfältsnivåerna låga och motiverar ingen fortsatt utredning. Det elektriska fältet,
däremot, på-verkas här av stolparna och fältförstärkningen invid stolpbenet på 145
kV ledningen kan bli i storleksordningen 50 - 100 %. Detta kan visas genom att
jämföra beräknat E-fält för ledningen med och utan stolpe. Se Figur 4 där E-fältet
beräknats dels längs en vertikal linje 17 cm utanför stolpbenet och dels för en
horisontell linje i nivå med fas-linorna. I exemplet är stolpbenen och regeln jordade
och återgivna som ledande cylindrar. Detta är ett ytterlighetsfall, men en regnvåt
trästolpe är i det närmaste att betrakta som jordad, därtill kan ibland regeln vara
jordad med en nedledare som löper längs ena stolpbenet. Den högsta beräknade
fältstyrkan ca 20 cm utanför stopbenet blir ca 21 kV/m och detta i nivå med
faslinorna. Denna nivå på E-fältet har också bekräftats genom mätning längs ett
stolpben till en 130 kV ledning, se Figur 5 [20]. Närmare stolpen visar den nedre
grafen i Figur 4 att E-fältet ökar mycket kraftigt men då beräkningen blir osäker
nära det jordade stolpbenet, måste värden mellan ca 1,8 och 2,2 m tas med en viss
26
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
försiktighet. Klart är dock att E-fältet överstiger insatsnivå hög - 20 kV/m - inom ett
område längs stolpbenet där bålen hamnar vid klättring upp i stolpen.
Beräkningen av E-fältet visar att klättring i en stolpe för 130/145 kV är förenat med
en viss risk och där faktorer som fukt och jordlinor spelar en stor roll. Om möjligt
bör man därför använda lift vid arbete på sådana ledningar.
Tabell 15. B- och E-fält vid arbete nära spänning. Spridningen hos de beräknade
fältnivåerna beror på att fältet är osymmetriskt runt fasledarna. Faslinan är
genomgående enkel (simplex), med 20 mm diameter för 24 kV och 39 mm för 72,5
och 145 kV.
Nominell
systemspänning (kV)
Avstånd till riskområdets yttre gräns
24
145
24
72,5
145
Bedömning för B-fält
Bedömning för E-fält
0,26 m
0,26 m
0,80
1,2 m
14 kV
42 kV
84 kV
9,1 – 14,0
kV/m
8,2 - 12,6
kV/m
10,3 – 16,7
kV/m
Upp till
12,5 kV/m
Upp till
21,5 kV/m
1,2 m
Spänning fas-jord
Ström i faslina
630 A
1600 A
Beräknat B-fält vid
närområdets inre
gräns, mot
riskområdet
410- 610
µT
210 - 350
µT
Beräknat E-fält vid
närområdets inre
gräns, mot
riskområdet
Beräknat E-fält inom
närområdet, vid
stolpben
Insatsnivå låg
1 000 µT
10 kV/m
Insatsnivå hög
6 000 µT
20 kV/m
I Figur 6 visas motsvarande situation för en 72,5 kV stolpe och i Tabell 15 ges mer
information om E-fältet vid närområdets inre gräns. Det är uppenbart att den lägre
spänningen, trots kortare avstånd, ger en fältstyrka < 20 kV/m invid stolpbenet.
Arbete inom närområdet kan bedrivas med vissa begränsningar för att uppfylla
kraven i AFS 2016:3 [6]. För det studerade fallet med en 145 kV ledning med
fasavstånd 4,0 m bör man undvika att klättra upp i stolpen till eller över över
faslinornas nivå. Beräkningarna med hänsyn tagen till fältförstärkning orsakad av
de jordade stolpbenen visar att E-fältet längs stolpbenen är > 20 kV/m (insatsnivå
hög), men < 24 kV/m (LEF, gränsvärdet för hälsoeffekter). För lägre
spänningsnivåer är också fältstyrkan lägre. Arbete från skylift rekommenderas
därför i första hand för 145 kV ledningar, men även för lägre spänningar, då detta
ger mindre exponering för E-fält. Magnetfältsnivåerna är generellt låga vid arbete
nära spänning.
27
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
25
Utan stolpar
Med stolpar
E-fält (kV/m)
20
15
10
5
0
6
7
8
9
10
11
Position vertikalt (m)
40
13
14
Utan stolpar
Med stolpar
35
E-fält (kV/m)
12
30
25
Trästolpe
20
15
10
5
0
1,5
1,7
1,9
2,1
Position horisontellt (m)
2,3
2,5
Figur 4. Beräknade E-fältnivåer för en 145 kV ledning med och utan inverkan av jordade stolpar. Överst en
vertikal linje i stolpens plan och ca 20 cm utanför stolpbenet, mot ytterfasen. I mitten en horisontell linje i nivå
med faslinorna, med 0-punkt vid mittfasen och ytterfaserna vid -4 och 4 m, alla på höjden 12 m. Läget av
ytterfasen visas med en röd ring området för Arbete Nära Spänning visas med grönt streck. Stolpbenet har
modellerats som en ledande cylinder 20 cm i diameter och med centrum vid 2,0 m. Nederst visas var de två
linjerna hamnar i praktiken på en stolpe för 130 kV.
28
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
Figur 5. Till vänster mätning av E-fält längs ett stolpben och till höger mätprob med optisk fiber för
datakommunikation och isolerade rep för positionering av proben längs stolpbenet.
25
Utan stolpe
Med stolpe
E-fält (kV/m)
20
15
10
5
0
8
9
10
11
Position vertikalt (m)
12
13
40
Utan stolpe
Med stolpe
35
E-fält (kV/m)
30
25
20
15
10
5
0
0,25
0,75
1,25
1,75
Position horisontellt (m)
2,25
2,75
Figur 6. Beräknade E-fältnivåer för en 72,5 kV ledning med och utan inverkan av jordade stolpar. Överst en
vertikal linje i stolpens plan och ca 20 cm utanför stolpbenet, mot ytterfasen. Nedan en horisontell linje i nivå
med faslinorna, med 0-punkt vid mittfasen och ytterfaserna vid -3 och 3 m, alla på höjden 12 m. Läget av
ytterfasen visas med en röd ring och området för Arbete Nära Spänning visas med grönt streck. Stolpbenet har
modellerats som en ledande cylinder 15 cm i diameter och med centrum vid 1,5 m.
29
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
6.3
ARBETE MED SPÄNNING
6.3.1
Isolerstångsmetoden
Vid arbete med isolerstång når man in i riskområdet med ett isolerande verktyg,
samtidigt som man själv kan befinna sig utanför riskområdet. Vanligen utförs
arbetet från stolpen, från en plattform tillfälligt fästad på stolpen eller från en
skylift med isolerad korg. I de fall AMS-montören själv befinner sig utanför
gränsen för risk-området, blir exponeringsbedömningen densamma som för
Arbete Nära Spänning. Vid spänningar upp till 72,5 kV kan arbetet utföras från
stolpen, men för 145 kV rekommenderas en skylift, eventuellt med isolerad korg
för ökad säkerhet mot överslag och strömgenomgång, se Figur 7.
Figur 7. Byte av en isolatorkedja med isolerstångsmetoden. Här arbetar montörerna från en lift med isolerad
korg. Foto från Stefan Nilsson vid ELTEL Networks Infranet AB.
6.3.2
Isolerhandskmetoden
Arbete med isolerande handskar kan utföras upp till 36 kV men vanligen används
metoden upp till 24 kV. Även i detta fall kan arbetet utföras från stolpen, från en
plattform tillfälligt fästad på stolpen eller från en skylift, eventuellt med isolerad
korg för ökad säkerhet. Handskarna ger full elektrisk isolation och ger möjlighet
att komma nära inpå linor, isolatorer och andra spänningssatta detaljer. Däremot
skyddar varken handskar eller isolerande dukar mot det elektriska eller det
magnetiska fältet. Dessa handskar är förhållandevis känsliga för mekaniska skador
– punkteringar – och därför kombineras de vanligen med en kraftig ytterhandske,
som ökar avståndet till spänningssatt detalj ytterligare något, se Figur 8.
30
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
Det elektriska fältet runt toppen av en stolpe med tre stödisolatorer för 36 kV visas
i Figur 9. Bildparet visar att den jordade stolpen och regeln har stor betydelse för
fältbilden och ger upphov till ett utsträckt område med E-fält överstigande 20
kV/m. Stolpe och regel påverkar fältstyrkan bara inom ett lokalt område. Den
nedre bilden visar fältbilden 0,3 m framåt i ledningens riktning och där har de
jordade elementen bara en obetydlig påverkan. Utbredningen av området runt
linorna med hög fältstyrka visas också i Figur 10.
Figur 8. Isolerande handskar med yttre skyddshandske för Arbete Med Spänning. Bilden överst visar hur man
med handskar monterat isolerande skydd för lina och isolator och nedan visas en handske av denna typ med
yttre skyddshandske. Det övre fotot är från Stefan Nilsson vid ELTEL Networks Infranet AB.
31
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
Figur 9. Elektrisk fältstyrka vid stolptopp för 36 kV. Observera att värdena anges i V/m. Faslinorna sitter vid
X=0 och 1,5 m. Figuren visar bara den ena halvan då fältbilden är symmetrisk. Överst visas en beräkning i
stolpens plan och med hänsyn tagen till en ledande stolpe och ledande regel och i mitten visas motsvarande
0,3 m längre fram i linjeriktningen. Nederst visas med rött det område som fältberäkningen omfattar.
32
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
25
E-fält (kV/m)
20
15
10
5
0
0
0,25
0,5
0,75
1
1,25
1,5
1,75
Position horisontellt (m)
2
2,25
Figur 10. Beräknat E-fält längs en linje i nivå med faslinorna ut från mittfasen (0 m) och förbi ytterfasen (1,5 m)
på en 36 kV ledning, med hänsyn till jordad stolpe och regel. Faslinans höjd över mark är 10,0 m och dess
diameter 32 mm. Läget av ytterfasen visas med en röd ring.
För en 24 kV ledning blir fältstyrkan lägre på samma avstånd från faslinorna, vilket
framgår av Tabell 16.
Tabell 16. Beräknad fältstyrka runt ledningar för 24 och 36 kV.
Avstånd ut från faslina till att E-fältet
understiger en given nivå
24 kV
36 kV
< 24 kV/m
14 cm
21 cm
< 20 kV/m
17 cm
25 cm
Tabell 16 visar att det är möjligt att komma nära faslinorna utan att överstiga LEF
för hälsoeffekter (24 kV/m). Avståndet är så kort att det inte bör vålla besvär för
arbetets genomförande, då man bör kunna hålla huvud och bål på avstånd från
faslinorna. Däremot är situationen mer problematisk för händerna då E-fältet är
mycket högt närmast linorna. Fältstyrkan beror av spänningsnivån och av linans
diameter. Mindre diameter ger vid samma spänning en högre fältstyrka. Detta
visas närmare i de tre diagrammen i Figur 11. Fältstyrkorna är beräknade med
aktuell spänning fas-jord, d v s med 7, 14 och 21 kV.
33
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
120
12 kV
E-fält (kV/m)
100
80
D=20 mm
D=30 mm
D=40 mm
60
40
20
0
0
20
40
60
Avstånd från linans yta (mm)
80
100
250
24 kV
E-fält (kV/m)
200
D=20 mm
D=30 mm
D=40 mm
150
100
50
0
0
20
350
36 kV
300
E-fält (kV/m)
40
60
Avstånd från linans yta (mm)
250
80
100
D=20 mm
D=30 mm
D=40 mm
200
150
100
50
0
0
20
40
60
Avstånd från linans yta (mm)
80
100
Figur 11. Beräknad fältstyrka invid linor med diameter 20, 30 och 40 mm och med olika spänningsnivå.
34
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
Kravet på maximalt 50 kV/m för händer och underarmar kan tolkas som att
medelfältet över den exponerade ytan inte skall överstiga 50 kV/m. Den aktuella
ytan är hand-flatan, handens ovansida och den nedre delen av underarmen.
Medelavståndet till dessa ytor beror av handens storlek, vilken diameter linan har
och hur man greppar den, d v s faktorer som varierar från fall till fall och som inte
kan bestämmas exakt. En enkel uppskattning av olika delytors storlek och avstånd
visar dock att medelavståndet från det man greppar om blir ca 25 mm eller något
mer. Till detta kommer isoler-handskens tjocklek eller tjockleken av en isolerande
gummiduk, se Figur 12, och det totala medelavståndet blir då ca 30 mm. Med en
extra skyddshandske utanpå fås längre avstånd, men detta får ge en extra
säkerhetsmarginal.
Med 30 mm från linans yta fås ett E-fält på 24 - 26 kV/m vid 12 kV systemspänning,
47 -53 kV/m vid 24 kV och 71 - 79 kV/m vid 36 kV systemspänning. Genom
användning av den marginal som den extra handsken ger detta acceptabla
exponeringsförhållande vid 12 och 24 kV systemspänning, men inte vid 36 kV.
Skall arbete utföras med handsk-metoden på 36 kV skall man inte ta på direkt
linorna utan använda ett kort verktyg som ger ett lite längre avstånd.
När det gäller det magnetiska fältet kan arbetssituationen beskrivas med hjälp av
den tidigare visade ledningen för 24 kV och 630 A. Fasavståndet är 1,0 m, vilket är
kort, men ett längre fasavstånd ger ett något lägre magnetfält i det mest kritiska
området mellan faslinorna. Den här geometrin får därför representera ledningar
för 12, 24 och 36 kV. I Figur 13 visas det beräknade B-fältet runt faslinorna.
Området överstigande 1 mT (10 000 mG) är ett nära cirkelrunt område med en
radie på ca 15 cm och området överstigande 6 mT är ett cirkulärt område runt
ytterfasen med radie ca 2 cm. Detta visas även i Figur 14.
Fältbilden för både det elektriska och det magnetiska fältet komplicerar arbete med
isolerhandskmetoden. För att begränsa det elektriska fältet skall man undvika att
komma nära regel och stolpe, i synnerhet om de är jordade. Detta kan lösas genom
att man placerar sig några dm ”framför” eller ”bortom” stolpen. Man skall vidare
placera sig så att inte större kroppsdelar som huvud och bål behöver kommer
närmare fasledarna än ca 15 cm vid 24 kV och ca 20 cm vid 36 kV. Arbete från en
lift, ev med isolerad korg, ger bättre möjligheter att finna en lämplig
arbetsposition.
E-fältet alldeles invid fasledarna är mycket högt, men medelfältstyrkan över
händer och underarmar överstiger inte 50 kV/m. För 36 kV fås däremot fältstyrkor
väl över 50 kV/m, så för arbete på den spänningsnivån krävs ett nytt verktyg som
ger nödvändigt avstånd och ett säkert grepp.
Om avstånden för det elektriska fältet respekteras, så kommer det magnetiska
fältet också att vara under aktuella insatsvärden. Med minst 15 cm mellan
fasledare och huvud begränsas det magnetiska fältet till < 1 mT och med minst
2 cm mellan fasledare och bål begränsas fältet till < 6 mT. Slutligen löser ett nytt
verktyg även problemet med att händerna inte skall exponeras för ett fält > 18 mT.
35
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
Figur 12. Arbete med isolerande dukar. Foto från Stefan Nilsson vid ELTEL Networks Infranet AB.
Figur 13. Beräknat B-fält runt fasledarna till en 24 kV ledning med 630 A. Den nedre bilden är en inzoomad version
av den övre. Notera att nivålinjerna visar fältet i mG. 10 000 mG (röd-violett färg i figuren) = 1000 µT = 1 mT.
36
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
6000
B-fält (µT)
5000
4000
3000
2000
1000
0
0,75
0,85
0,95
1,05
Position horisontellt (m)
1,15
1,25
Figur 14. Beräknad magnetfältsnivå något under faslinorna på en 24 kV ledning med 630 A och fasavståndet
1,0 m. 0-punkt vid mittfasen och den ena ytterfasen vid 1,0 m. Läget av ytterfasen visas med en röd ring.
6.3.3
Barhandsmetoden
Vid arbete med barhandsmetoden är montören på samma spänningsnivå
(potential) som den fas han eller hon arbetar på. Detta åstadkoms genom en direkt
elektrisk för-bindning till faslinan. Arbetsmetoden förutsätter att det finns gott om
utrymme runt faslinor och isolatorer, annars finns risk att montören åstadkommer
en kortslutning till jord eller mellan faser. För de högsta spänningsnivåerna är
detta den enda praktiskt användbara arbetsmetoden och då kan det vara möjligt
att t o m gå eller klättra över de långa isolatorkedjorna. För de här aktuella
spänningsnivåerna används barhands-metoden för 72,5 och 145 kV, möjligen
skulle även visst arbete på ledningar för 52 kV kunna fungera. För allt arbete
förutsätts här att montören arbetar från en skylift med isolerad korg.
Frågan om exponering för det elektriska fältet kan lösas genom att montören bär
en s k ledande dräkt, d v s en overall med huva och där dräktens väv har inslag av
metalltråd. Om montören bär en komplett dräkt med huva, ledande handskar och
ledande yttersockor, fås en dämpning av det elektriska fältet av ungefär 90 - 95 %.
Man skall vara medveten om att dräkterna är besvärliga att ta på och av sig, de är
täta och blir varma att arbeta i och de är förhållandevis dyra. De ledande dräkter
som idag finns på marknaden är inga universalplagg som lämpar sig för allt
arbete, utan skall bara användas när de verkligen behövs. En ytterligare
komplikation är att de dräkter som funnits på marknaden en tid inte är i
flamsäkert utförande, men sådana kommer förhoppningsvis att tas fram. Dräkter
utan visir visas i Figur 15.
För arbete i miljöer med höga fältstyrkor bör dräkten kompletteras med ett
ledande visir för att inte fältstyrkan vid ansiktet skall bli för hög. Enligt en studie
av Gábor Göcsei m fl [21] bör ledande visir användas vid arbete på system för 120
kV och uppåt för att inte den maximala fältstyrkan i ansiktet skall överstiga 20
kV/m.
37
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
I Tabell 17 redovisas avståndet från faslinans centrum till den punkt där Brespektive E-fältet avtagit till en viss nivå. För E-fältet har ingen hänsyn tagits till
fältförstärkning orsakad av regel eller stolpar då de högre och avgörande
fältnivåerna (≥20 kV/m) motsvaras av förhållandevis korta avstånd.
Ledningsstolparna är alla av portaltyp med hängkedjor eller komposita
linjeisolatorer.
Tabell 17. Elektriska och magnetiska fält vid arbete med barhandsmetoden 52, 72,5 och 145 kV. Beräknat
genomgående med enkel faslina (simplex) med 32 mm diameter för 52 kV och 39 mm för 72,5 och 145 kV.
Nominell
systemspänning
(kV)
52
72,5
145
52
72,5
145
Fasavstånd
(m)
2,5
3,0
4,0
2,5
3,0
4,0
Bedömning för B-fält
Spänning
fas-jord
Ström
Bedömning för E-fält
30 kV
800 A
800 A
42 kV
84 kV
1600 A
Avstånd från ledarens
centrum till att B-fältet är
Insatsnivå för
extremiteter
(händer)
< 18 mT
1 cm
1 cm
2 cm
Insatsnivå hög
< 6 mT
3 cm
3 cm
6 cm
LEF Sensoriska
effekter
gränsvärde för
huvudet
< 2 mT
9 cm
9 cm
17 cm
Insatsnivå låg
< 1 mT
17 cm
17 cm
35 cm
Avstånd från ledarens centrum
till att E-fältet är
Insatsnivå för
extremiteter
(händer)
< 50 kV/m
10-12 cm
15-17 cm
29-33 cm
LEF
Hälsoeffekter
gränsvärde för
kroppen
< 24 kV/m
12-26 cm
30-38 cm
57-74 cm
Insatsnivå hög
< 20 kV/m
16-32 cm
36-45 cm
67-93 cm
Insatsnivå låg
< 10 kV/m
49-75 cm
68-123 cm 124-144 cm
Tabellen visar att det är det elektriska fältet som är styrande vid dessa
spänningsnivåer, det är det som ger de längsta avstånden vid en given skyddsnivå.
För de ”elektriska avstånden” ges ett spann där de längsta avstånden gäller
utrymmet mellan faslinorna och det kortaste området utanför ytterfaserna och
nedanför faslinorna. Om möjligt bör man därför arbetet utföras från en position
utanför ytterfaserna eller under faslinorna. Vid stolpbenen fås fältförstärkning, mer
med blöt stolpe än med torr, och likaså fås fält-förstärkning vid regeln. De här
områdena kan enklast undvikas om arbetet utförs från en lift med isolerande bom.
38
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
Även om den bästa positionen kan väljas fås ändå en fältstyrka > 50 kV/m i ett
större område runt faslinorna, vilket hindrar direktkontakt med oskyddade
händer. Ett kort isolerverktyg kan vara en lösning på detta och/eller användning
av ledande dräkt. Möjligen kan man tänka sig att bara använda ledande handskar,
men då finns risken för besvärande gnisturladdningar vid handlederna. En hel
dräkt är den säkraste lösningen men en ledande rock används bl a i USA vid
mindre kritiska fall. Givetvis måste man fortfarande hantera risken för
gnisturladdningar mellan rock och elektriskt oskyddad kropp. För 145 kV
rekommenderas hel dräkt medan andra lösningar kan vara acceptabla vid 52 och
72,5 kV.
Det magnetiska fältet ställer också krav på minimiavstånd. Avståndet mellan
fasledare och huvud bör vara minst ca 10 cm vid 800 A och 20 cm vid 1600 A. För
övriga kropps-delar gäller ca 3 respektive ca 6 cm. Dessa krav bör gå att uppfylla
utan att arbetet försvåras i någon större grad, men det måste finnas en
medvetenhet även om dessa begränsningar.
Figur 15. Montörer från Eltel Networks demonstrerar isolatorbyte med barhandsmetoden på en ledning för
132 kV i Norge. Båda montörerna bär ledande dräkt.
39
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
7
Arbete i ställverk och stationer
7.1
ARBETE I KAPSLADE STÄLLVERK FÖR 12 OCH 24 KV
Inomhusställverk i fördelningsstationer och industrier byggs numera normalt upp
med kapslade ställverksfack för 12 eller 24 kV, se Figur 17. Det är en vanlig lösning
sedan ett antal decennier tillbaka även om fackens utformning förändrats under
årens lopp. Före de helkapslade facken kunde ställverken byggas upp med öppna
fack där de olika funktionerna var fysiskt väl separerade.
Ställverkens metallkapsling ger ett gott skydd mot det elektriska fältet. När alla
luckor är på plats och stängda finns inga öppningar där fältet kan ”läcka ut”.
För det magnetiska fältet är dock situationen annorlunda, då kapslingarna bara har
en liten inverkan på fältet och strömmarna i ställverken kan vara förhållandevis
höga. Detta belyses i de beräkningsexempel som följer nedan:
Figur 16. En rad med kapslade ställverk för 12 kV.
Magnetfältsnivån har beräknats för en rad med tio sammankopplade ställverksfack
med 100 % märkström (4000 A eller 2500 A) symmetriskt i samlingsskenan. Fältet
har beräknats för en vertikal linje i skåpens framkant och för en linje 0,5 m från
skåpens framkant. Det förra får anses ge maxvärdet och det senare värdet där man
normalt står framför skåpen för avläsning av instrument eller liknande. Den
vertikala linjen går mitt i skåpraden, så i beräkningsmodellen finns 5 m
samlingsskena åt vardera hållet. Beräkningar har genomförts för fyra följande fall:
A: Ställverksfack för 12 kV av modernt utförande med samlingsskenorna
arrangerade i mer eller mindre triangulär form. 4 000 A i samlingsskenan.
B: Ställverksfack för 24 kV av modernt utförande med samlingsskenorna
arrangerade i mer eller mindre triangulär form. 2 500 A i samlingsskenan.
C: Ställverksfack för 12 kV av äldre utförande med samlingsskenorna arrangerade
linjärt. 1 600 A i samlingsskenan.
40
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
D: Ställverksfack för 12 kV av äldre utförande med samlingsskenorna arrangerade
linjärt. 3 150 A i samlingsskenan.
Beräkningsresultatet visas i Tabell 18 och det framgår att samlingsskenans
utformning har stor betydelse för resultatet. Även om skenorna inte är ordnade i
någon perfekt triangulär form fås en positiv inverkan på magnetfältsnivån.
Tabell 18. Beräknade maximala magnetfältsnivåer framför kapslade ställverksfack.
Ställverksfack
Max B-fält vid skåpets front (µT)
och höjd över golv (m)
Max B-fält 0,5 m framför skåpets front (µT)
och höjd över golv (m)
A / 4 000 A
205 / 1,98
100 / 1,93
B / 2 500 A
110 / 2,02
60 / 2,05
C / 1 600 A
200 / 1,75
70 /1,75
D / 3 150 A
165 / 1,75
80 / 1,75
Dessa kapslade och personsäkra ställverk ger möjlighet att koppla in eller ta bort
kablar i ett fack och fortfarande ha hela ställverket i övrigt i drift. Vid sådant arbete
får man krypa in i fackets nedre del och ansluta mot de skenor som finns på
nedsidan om en frånskiljare (det senare kan vara brytaren som flyttas ur driftläge),
se Figur 17. Det är inte självklart att detta arbete ger kortare avstånd till
samlingsskenan men riktningen blir helt annorlunda. Därtill finns också
möjligheten att de två facken på ömse sidor om det man arbetar på är i drift och
full driftström går i anslutna kablar i dessa fack. Beräkningsmodellen blir på detta
sätt något mer komplex än i föregående fall och beräkningarna har begränsats till
ett fall med äldre fack enligt D ovan och med 3 150 A i samlingsskenan och 1 600 A
i de två närmast angränsande facken. Beräknings-modellen för detta fall visas i
Figur 18.
Figur 17. Kapslat ställverk typ Safesix för med brytarmodulen bortplockad för bättre åtkomst. Foto av Johan
Brändström vid Sweco med tillstånd för publicering från Vattenfall.
41
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
Vid skåpets front fås med denna modell som högst 480 µT, betydligt högre än med
bara samlingsskenan belastad.
Vid anslutning av kablar måste man längre in i skåpet och även uppåt med
händerna för att ansluta kablarna. Huvudet kan då komma maximalt ca 0,6 m över
golv och in i ett område med maximalt ca 1 350 µT. Händerna, som kommer lite
högre upp, kan komma att exponeras för ett fält på ca 1 400 µT.
Beräkningarna visar att magnetfältsnivån i själva ställverksrummet, framför
facken, kan uppgå till knappt 500 µT om samlingsskenan och facken är belastade
till 100 % av märkström. Nivån är således väl under insatsnivå låg (1 000 µT). Vid
kopplingsarbete inne i facken blir fältet högre, men fortfarande betydligt under
hög insatsnivå hög (6 000 µT) för händerna och väl under LEF för sensoriska
effekter (2 000 µT) för huvudet. Även om motsvarande beräkningar inte utförts för
de modernare facken typ A och B, är det ändå troligt att magnetfältsnivån vid
detta arbete inte blir högre än för typ D. Samlingsskenornas anordning i
triangelform bör ge ett lägre magnetfält.
De äldre ställverken där varje fack innehåller i princip bara en funktion torde nu
vara på väg att försvinna, men ännu kan något finnas i drift som motiverar
följande beskrivning och diskussion om även dessa.
Figur 18. Beräkningsmodell för ställverksfack typ D, med samlingsskena med 3 150 A och två inkopplade fack
med 1 600 A.
Vid ombyggnad av två stationer i en stad i Mellansverige skall äldre och
platsbyggda ställverksfack ersättas med nya. Stationsbyggnaden är väl tilltagen så
de nya facken kan ställas upp och tas i drift i ett rum, samtidigt som de gamla är
inkopplade i ett annat rum. Facken är delvis öppna med en vägg som slutar ca 2 m
över golv. Likaså är skenstråken mellan facken, som går strax under taket, också
öppna. I Figur 19 visas ett par bilder från en av de två stationerna.
42
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
Figur 19. Mätning av E-fält framför ställverksfack av äldre typ med öppna skenstråk.
Foto Anders Bad, Sweco.
Magnetfältet uppmättes i två punkter 2,0 m över golv och rakt under mittfasen i
det skenstråk som löper ca 2 dm under tak mellan två fack (skåp). Avståndet
mellan mät-punkt och skenstråk var ca 0,8 m. Facken var i båda fallen anslutna till
transformatorer belastade med ca 500 A. Det uppmätta magnetfältet var 50 µT i
den ena punkten och 46 µT i den andra punkten.
Kompletterande mätningar utfördes även framför andra fack med lägre last och
magnetfältsnivån var då också betydligt lägre; i storleksordningen 3 – 4 µT.
Då skenstråken var öppna fanns även ett intresse av att mäta det elektriska fältet,
även om den aktuella spänningsnivån 10,5 kV normalt inte skall ge upphov till
några högre fält. I detta fall mättes E-fältet på 2 meters höjd och något utanför
ytterfas, där det normalt är högst. Fältet uppmättes till endast ca 0,3 kV/m och den
låga nivån kan förklaras med en kombination av förhållandevis låg spänning och
den avskärmande verkan som balkar i takkonstruktionen kan ha.
Sammanfattningsvis får man säga att det gamla ställverket inte var särdeles
problematiskt vad det gäller magnetiska och elektriska fält, nivåerna var inte
alarmerande. Däremot finns givetvis andra risker med den öppna konstruktionen,
som risk för direkt beröring och risk för öppna ljusbågar.
7.2
ARBETE I LUFTISOLERADE STATIONER FÖR 52, 72,5 OCH 145 KV
7.2.1
Arbete utan spänning
Vid arbete utan spänning befinner man sig utanför närområdets yttre gräns (se
tidigare avsnitt 6.2, motsvarande avsnitt för luftledningar). I Figur 20 visas ett
43
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
stativ med mätprob placerad i en vanlig arbetsposition framför ett manöverdon till
en brytare i en station för 130 kV.
Stationernas layout är komplex och varierande, så det går inte att hitta en
standardform som passar allt. Men, grundformen med samlingsskena och ett i rät
vinkel anslutande fack finns med i princip överallt och ger höga fält p g a fältens
sammanlagring. Beräkningar med en sådan enkel form kan förväntas ge något av
ett ”värsta fall”, om ström och spänning väljs på rimligt sätt. Beräkningsmodeller
och resultat för B-fältet visas i följande Figur 21 - Figur 26 och för E-fältet i Figur 27
- Figur 32 .
Figur 20. Mätning av E-fält invid ett manöverdon till en brytare i en 130 kV station av modern typ.
44
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
Figur 21. Modell för beräkning av B-fält i en 52 kV station. Layout ovan och sektion nedan. Blå linjer visar
strömförande ledare och med violett visas var B-fältets beräknats.
Figur 22. Beräknat B-fält för 2 meters höjd och inom den kvadrat som visas i figuren ovan. 1000 mG = 100 µT.
45
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
Figur 23. Modell för beräkning av B-fält i en 72,5 kV station. Layout ovan och sektion nedan. Blå linjer visar
strömförande ledare och med violett visas var B-fältets beräknats.
Figur 24. Beräknat B-fält för 2 meters höjd och inom den kvadrat som visas i figuren ovan. 1500 mG = 150 µT
46
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
Figur 25. Modell för beräkning av B-fält i en 145 kV station. Layout ovan och sektion nedan. Blå linjer visar
strömförande ledare och med violett visas var B-fältets beräknats.
Figur 26. Beräknat B-fält för 2 meters höjd och inom den kvadrat som visas i figuren ovan. 1500 mG = 150 µT
47
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
Figur 27. Modell för beräkning av E-fält i en 52 kV station. Layout ovan och sektion nedan. Blå linjer visar
spänningssatta ledare och med violett visas var E-fältets beräknats.
Figur 28. Beräknat E-fält 2 m ovan mark. Högsta värde ca 5,5 kV/m fås vid X = 4 m och Y = 1,3 m.
Samlingsskenorna är 4,5 m ovan mark och ledarna i facken 3,3 m ovan mark. Gränsen för närområdet är 3,3 –
1,55 = 1,75 m ovan mark.
48
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
Figur 29. Modell för beräkning av E-fält i en 72,5 kV station. Layout ovan och sektion nedan. Blå linjer visar
spänningssatta ledare och med violett visas var E-fältets beräknats.
Figur 30. Beräknat E-fält för ett snitt vid Y =-5 m och X = -2 – 20 m. Samlingsskenornas mittfaser är vid Z = 5,6 m
och med mittfaserna vid X = 0 m och X = 16,8 m. Gränsen för närområdet är 5,6 - 1,8 = 3,8 m ovan mark.
49
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
Figur 31. Modell för beräkning av E-fält i 130/145 kV station. Layout ovan och sektion nedan. Blå linjer visar
spänningssatta ledare och den violetta linjen visar var E-fältets beräknats, vid X = 15 m och Y = -12 – 0 m
Z
(m)
Y (m)
Figur 32. Beräknat E-fält för ett snitt vid X=15 m och Y= -12 – 0 m. Fasledarna i facket är vid Y= -8,5; -5,5 och –
2,5 m och Z = 4,5 m. Gränsen för närområdet är 4,5 – 3,0 = 1,5 m ovan mark.
50
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
Tabell 19. Arbete utan spänning. Beräknade fältnivåer för enkla stationsmodeller för 52, 72,5 och 145 kV.
Nominell systemspänning (kV)
52
72,5
145
Bedömning för B-fält
Avstånd till närområdets yttre
gräns (m)
1,55
1,8
52
72,5
145
Bedömning för E-fält
3,0
Spänning fas-jord
(kV)
Ström i samlingsskena (A)
1250
2500
2500
Ström i anslutande
fack (A)
825
1600
1600
Beräknat B-fält vid
närområdets yttre
gräns (µT)
Upp till
470
2m
ovan
mark:
130 µT
Upp till
220
2m
ovan
mark:
145 µT
Upp till
130
2m
ovan
mark:
145 µT
Beräknat E-fält vid
närområdets yttre
gräns (kV/m)
1,55
1,8
3,0
30
42
84
4,3
(5,5
kV/m
2m
ovan
mark
5,2
(4,5
kV/m
2m
ovan
mark)
7,5
(8,5 kV/m
2 m ovan mark)
(<20 kV/m med
fältförstärkning)
Insatsnivå låg
1000 µT
10 kV/m
Insatsnivå hög
6000 µT
20 kV/m
Beräknade fältnivåer enligt Tabell 19 visar att B-fältet är betydligt lägre än
insatsnivå låg. Marginalen är så stor att även om stationslayouten förändras något,
kan inte nivåerna komma att överstiga insatsnivå låg.
Detsamma gäller även i stora drag för det elektriska fältet, beräknade värden är
under insatsnivå. Men, det elektriska fältet kan förstärkas påtagligt invid jordade
strukturer, som ex vis stativ och apparatskåp. En mätning av E-fältet i ett 130 kV
station visade på en fältförstärkning på nära tre gånger invid manöverdonet till en
brytare; från ca 6 kV/m till ca 17 kV/m. I detta fall var bara ett lite område påverkat,
men också precis där man har anledning att stå vid kontroll av manöverdonet. En
rimlig bedömning ger att E-fältet i en station för 130/145 kV, och även med hänsyn
till lokal fältförstärkning, inte bör överstiga 20 kV/m, d v s insatsnivå hög.
7.2.2
Arbete nära spänning
Arbete nära spänning utförs från närområdet, från riskområdets yttre gräns och ut
till närområdets yttre gräns. Grundläggande faktorer är desamma som för arbete
på luftledningar, se avsnitt 6.2. Fältbilden är här endast måttligt påverkad stativ
och annat ledande material, så det elektriska fältet beräknas utan hänsyn till detta.
Detsamma gäller även för det magnetiska fältet. Korta fasavstånd ger områden
med lokalt höga fält, men det torde vara endast för 130/145 kV som det kan bli
51
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
aktuellt att arbeta från en position mellan och under faserna och då är det troligen
fråga om Arbete med spänning.
Beräkningsmodellerna – samlingsskena med anslutande fack, strömmar och
spänningar - är desamma som använts tidigare för Arbete utan spänning., se
vidare i Tabell 20.
Tabell 20. Arbete nära spänning. Beräknade fältnivåer för enkla stationsmodeller för 52, 72,5 och 145 kV.
Nominell systemspänning (kV)
Avstånd till riskområdets yttre
gräns (m)
52
72,5
145
52
145
Bedömning för B-fält
Bedömning för E-fält
0,55
0,55
0,80
1,20
30
42
84
13 - 15
mellan
faser: 20
12 - 17
mellan faser:
31
15 - 18
mellan faser:
24
0,80
1,20
Spänning fas-jord
(kV)
Ström i samlingsskena (A)
1250
2500
2500
Ström i anslutande
fack (A)
825
1600
1600
Beräknat B-fält vid
riskområdets yttre
gräns (µT)
250 270
300 415
250 450
Beräknat E-fält vid
riskområdets yttre
gräns (kV/m)
Insatsnivå låg
1000 µT
10 kV/m
Insatsnivå hög
6000 µT
20 kV/m
7.2.3
72,5
Arbete med spänning – isolerstångsmetoden
Här gäller i princip samma sak som för arbete med isolerstångsmetoden på
luftledning (se avsnitt 6.3.1). Verktygen - stängerna sträcks in i riskområdet från en
position utan-för riskområdets yttre gräns. AMS-montören står här på en plattform
eller arbetar från en lift. Om full elektrisk isolation uppnås med bara
isolerstängerna behöver inte nödvändigtvis plattformen eller liften vara isolerade,
men vanligen väljer man ändå isolerande utrustning för att öka säkerheten mot
överslag och strömgenomgång.
Då montören står utanför riskområdet men innanför närområdets yttre gräns, blir
exponeringen för fält densamma som för arbete nära spänning. De högsta
fältnivåerna fås i området mellan faserna och det torde då vara lämpligt att arbeta
från en position mellan och under ledarna. Användning av ställning och stänger
visas i Figur 33.
52
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
Figur 33. Isolerstänger används för att hålla upp faslinorna och arbetet kommer sedan att utföras från en
isolerande ställning. Foto från Stefan Nilsson vid ELTEL Networks Infranet AB.
53
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
8
Förstärkning av det elektriska fältet invid
jordade strukturer
Det elektriska fältet påverkas av ledande strukturer, det har visats på flera ställen i
tidigare avsnitt, och det innebär att fältet lätt kan begränsas och eller förstärkas. Ett
exempel på det senare är den fältförstärkning på 15 - 16 gånger som sker på
hjässan av en person som står rakt upp i ett elektriskt fält. Motsvarande
fältförstärkning sker också runt toppen på ett ensamt stativ i ett ställverk. Står
någon apparat ovanpå kommer denna att påverka fältbilden och det blir inte då
samma påtagliga fältförstärkning runt stativets topp. Likaså sker en förstärkning
av E-fältet invid stolparnas reglar och även detta har diskuterats i tidigare avsnitt.
Det besvärliga med denna fältförstärkning är att den kan öka den lokala
fältstyrkan invid jordade föremål så att den blir så hög att man kommer i konflikt
med aktuella insatsvärden, och detta trots att man är långt ifrån något
spänningssatt föremål. Fenomenet är påtagligt vid högre spänningsnivåer (220 och
420 kV) men kan också få betydelse vid 130/145 kV, som följande beräkningar
visar.
En beräkning av fältförstärkningen runt två olika ledare (lina/rör) med diameter
20 respektive 100 mm har genomförts med den enkla modell som visas på nästa
sida i Figur 34.
En 10 m lång ledare är horisontellt monterad 2 m ovan mark och är jordad. Rakt
ovanför ledaren 11 m över mark finns ett spänningssatt rör, horisontellt monterat
och med samma orientering som ledaren under. Det spänningssatta röret är 25 cm
i diameter. Det elektriska fältet har beräknats längs en vertikal linje upp från den
jordade ledarens mittpunkt och mot det spänningssatta röret. Motsvarande
beräkning av det opåverkade fältet har sedan gjorts utan jordad ledare.
Fältförstärkningen är då kvoten mellan fältstyrka med och utan jordad ledare. I
den nedre delen av Figur 34 visas denna fältförstärkning som funktion av
avståndet från ledarens yta. Det framgår tydligt att den mindre ledaren (linan) ger
upphov till en betydligt större fält-förstärkning på korta avstånd, men att den
också avtar mycket snabbt. På lite större avstånd, efter ca 80 mm, är skillnaden
mellan de två obefintlig.
I en station för 130/145 kV är fältstyrkor runt 5 kV/m vanliga 2 m ovan mark och på
högre höjd kan 10 kV/m eller mer förekomma. Det senare kan t ex bli aktuellt vid
ny- eller ombyggnad av ett fack i en befintlig station som är i drift och då nya
ledare skall monteras. Vid sådant arbete kan fältstyrkan alldeles invid en jordad
ledare som är 20 mm i diameter komma att uppgå till 10 x 35 kV/m = 350 kV/m. På
lite längre avstånd, 25 mm från ytan, har fältförstärkningen minskat till 10 gånger
och den resulterande fältstyrkan till 100 kV/m. Då båda dessa nivåer är väl över
den speciella insats-nivån för extremiteter på 50 kV/m krävs en anpassad
arbetsmetod där man inte behöver ta direkt på linorna med oskyddade händer.
Observera att isolerande handskar inte är en lösning på detta problem då de inte
direkt begränsar det elektriska fältet. Förvisso gör handskarnas tjocklek (samt
tjockleken av en eventuell yttre skyddshandske) att man får ett längre avstånd till
linan och därmed ett lägre fält, men det är inte säkert att detta räcker för att
54
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
nedbringa fältet till acceptabel nivå. För ett ledarrör med diameter 100 mm blir inte
denna effekt så påtaglig och ett sådant rör bör kunna hanteras i ställverksmiljö
utan att E-fältet räknat över händer och underarmar överskrider insatsnivån på
50 kV/m.
Avstånd från ledarens yta
(mm)
100
D=20 mm
80
D=100 mm
60
40
20
0
0
5
10
15
20
25
Fältförstärkning (antal gånger)
30
35
Figur 34. Beräknad fältförstärkning invid ledare med olika diameter. Beräkningsmodell ovan och resultat
nedan.
En större fältförstärkning kan också fås på toppen av ett stativ som står ensamt
utan apparat eller stödisolator. Den situationen blir aktuell då man ex vis bygger
ett nytt fack invid ett befintligt och spänningssatt fack. Särskilt påtaglig blir
fältförstärkningen om det går en spänningssatt luftledning över det blivande facket
med sitt stativ. I Figur 35 visas en enkel modell och den beräknade
fältförstärkningen ovanför ett 2,5 m högt stativ som kan tänkas stå i ett 130/145 kV
ställverk. Förstärkningen blir här så hög att man skall undvika att placera huvud
eller bål i detta område om det opåverkade grundfältet är 5 kV/m eller mer, vilket
gäller för flertalet fall i stationer för 52 - 145 kV. När en jordad apparat eller isolator
placeras på stativet minskar fältförstärkningen påtagligt. I samband med montaget
kommer även kranens arm att begränsa fält-styrkan.
55
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
Generellt gäller att fältförstärkningen avtar med ökande avstånd i sidled från
stativet och om man kommer en halvmeter från stativet har den maximala
fältstärkningen minskat till ca 1,5 gånger. Det är därför lämpligt att hålla ett visst
avstånd till jordade föremål. Man skall också undvika att placera sig med kroppen
mellan ett jordat och ett spänningssatt föremål.
Vertikalt avstånd från stativets topp
(mm)
500
450
Förstärkning, centrum
400
Förstärkning, kant
350
300
250
200
150
100
50
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Fältförstärkning (antal gånger)
Figur 35. Fältförstärkning längs två vertikala linjer upp från toppen av ett 2,5 m högt stativ med cirkulärt
tvärsnitt med ∅ = 300 mm. Beräkningsmodell ovan och resultat för två linjer nedan.
56
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
9
Arbete nära kablar
Vid arbete nära kablar är det endast det magnetiska fältet som behöver bedömas
då kablarnas jordade skärm effektivt avskärmar det elektriska fältet. Samtidigt
innebär detta att man kan arbeta nära kablar och magnetfältsexponeringen kan
därmed bli påtaglig.
Magnetfältet runt kablar beror på strömmen och på kabelkonfigurationen; d v s hur
ledarna i ett 3-fas förband är arrangerade. Horisontell förläggning med alla faser på
samma nivå ger ett högre magnetfält än en triangulär konfiguration och skillnaden
blir ännu större om de enskilda kablarna förläggs med ett mellanrum för att uppnå
bättre avkylning. Detta visas i Figur 36, där även magnetfältet ovan en 1-fas kabel
finns med för jämförelse. Kablarna i detta exempel kan t ex utgöras av en 130 kV
kabel med ytter-diameter 115 mm. Med triangulär konfiguration fås fasavståndet
115 mm, likaså med den kompakta horisontella konfigurationen. Med 70 mm
avstånd mellan kablarna, som är ett standardmått, fås fasavståndet 185 mm.
Graferna visar att även denna lilla avståndsökning har betydelse för magnetfältet.
Generellt gäller att magnetfältet avtar linjärt med avståndet för en 1-fas kabel, men
med avståndet i kvadrat för de horisontella och triangulära konfigurationerna. De
tre följande uttrycken [1] – [3] gäller för oändligt långa ledare, men kan användas
för att uppskatta magnetfältet från ett kabelförband om man inte behöver exakta
värden nära förbandet.
För en oändligt lång ledare (1-fas) kan magnetfältet beräknas enligt:
B=
0,2 ⋅ I
R
[1]
Där B = flödestätheten i µT, I = strömmen i Ampere och R = avståndet i m mellan
kabelns mittpunkt och den punkt där fältet skall beräknas.
Det magnetiska fältet från ett horisontellt 3-fasigt kabelförband kan för längre
avstånd uppskattas med:
B=
0,2 ⋅ 3 ⋅ S ⋅ I
R2
[2]
Där B = flödestätheten i µT, S = fasavståndet i m, I = strömmen i Ampere och
R = avståndet i m mellan förbandets mittpunkt och den punkt där fältet skall
beräknas.
För R > 5 S blir felet < 5 % och för R > 7 S blir felet < 2 %.
För en triangulär 3-fasig konfiguration kan magnetfältet för längre avstånd
beräknas enligt:
B=
0,1⋅ 6 ⋅ S ⋅ I
R2
[3]
57
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
Där B = flödestätheten i µT, S = fasavståndet i m, I = strömmen i Ampere och
R = avståndet i m mellan förbandets mittpunkt och den punkt där fältet skall beräknas.
För R > 3 S blir felet < 5 % och för R > 4 S blir felet < 2 %.
Treledarkabel kan ses som en kompakt triangulär konfiguration och får ett yttre
magnetfält som avtar minst lika snabbt som denna.
1 ledare
Horisontell konfig c-c 115 mm
Horisontell konfig c-c 185 mm
Triangulär konfig c-c 115
200
B-fält (µT)
150
100
50
-4
-3
0
-1
0
1
Horisontell position (m)
-2
2
3
4
1 ledare
Horisontell konfig c-c 115 mm
Horisontell konfig c-c 185 mm
Triangulär konfig c-c 115
200
B-fält (µT)
150
100
50
0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
Vertikal position (m)
3
3,5
4
Figur 36. Fyra olika ledarkonfigurationer med beräknad magnetfältsnivå längs en horisontell linje 1,0 m
ovanför kablarna (mitten) och längs en vertikal linje (nedan) med 0 m vid förbandets mittpunkt. I = 1 000 A.
58
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
För att bättre kunna ge rekommendation om arbete invid kabelförband har
magnet-fältet studerats för 1-fas kablar, för 3-fasiga förband med tre kablar i
horisontell för-läggning med 70 mm mellan kablarna och för förband med
kablarna i triangulär form utan mellanrum mellan kablarna (dvs samma typ av
förband som i Figur 36). De valda exemplen kan antas representera spänningar
från U m = 12 kV till U m = 145 kV och ledar-areor från 630 mm2 till 2500 mm2. I
Tabell 21 ges data får åtta kablar inom spännings-området. Belastningsströmmen
baseras på att kabeln är förlagd i luft, att ledaren är av koppar, att
ledartemperaturen är 90 °C, att skärmen är ansluten i båda ändarna och att ingen
ström går i skärmen. Denna nivå på strömmen får betraktas som hög jämfört med
vad som är vanligt förekommande för dessa kabeltyper. Om ledaren är av
aluminium och arean densamma, blir den maximala strömmen lägre liksom
därmed magnetfältet.
Tre kabeltyper ur Tabell 21 har valts ut för beräkning av magnetfältet, se Tabell 22 Tabell 23. Urvalet har baserats på att magnetfältet ökar med strömmen och med
avståndet mellan faserna. I samtliga fall är kablarna 200 m långa och beräkningen
har utförts längs linjer som utgår från kablarnas mittpunkt, för de horisontella och
triangulära konfigurationerna i horisontell och i vertikal riktning. Beräkningarna
har utförts med programmet EMF-7 Magnetic Field (3-D) [19].
I Tabell 22 och Tabell 23 redovisas först beräkningar av magnetfältet vid 100 % ström
enligt Tabell 21. Fältet har beräknats vid kabelns mantelyta, vid 1 cm utanför ytan
och vid 4 cm utanför ytan. Värdet vid ytan skall ses i relation till 18 mT, som är det
högsta insatsvärde som kan accepteras för extremiteterna (händerna), se Tabell 11.
Nästa nivå, vid 1 cm utanför ytan, skall jämföras med insatsnivå hög avseende det
perifera nerv-systemet. Tillägget på 1 cm baseras på att kläderna skapar ett visst
mellanrum mellan kabelytan och huden. Enligt Tabell 11 är insatsnivå hög 6 mT. Den
tredje nivån skyddar mot påverkan på det centrala nervsystemet, d v s hjärnan. Här
förutsätts att arbets-tagaren använder hjälm och att denna ger ett minimiavstånd på
4 cm mellan kabelytan och hjärnans yttre delar. I det avståndet ingår då även 1 cm
för kraniets tjocklek och för det vätskefyllda utrymmet innanför hjärnhinnorna. För
denna tredje nivå gäller insatsnivå låg; 1 mT.
59
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
Figur 37. Högspänningskabel tillsammans med signal- och annan kraftkabel. Vid arbete med en kabel är det
lätt att komma nära andra kablar.
Givetvis finns en möjlighet att använda de aktuella gränsvärdena (LEF) på 2
respektive 7 mT och det leder till några cm kortare minimiavstånd eller högre
ström, men då försvinner också den lilla marginal för ofrivilliga rörelser och annat
oförutsett som användning av ”enbart” insatsnivåerna ger.
Tabell 21. Kabeldata. Med fet stil markeras de tre kabeltyper för vilka magnetfältet beräknats.
Spänning U 0 /U m
(kV)
Ledararea
(mm2)
Ytterdiameter
(mm)
Ström. Horisontell
konfiguration.
(A)
Ström. Triangulär
konfiguration.
(A)
10/12
630
50
1000
1000
20/24
630
50
1000
1000
30/36
630
65
1000
1000
45/52
2000
90
1600
1900
66/72,5
2000
95
1600
1900
70/84
2000
95
1600
1900
110/123
2500
110
1500
1900
132/145
2500
115
1500
1900
För både de horisontella och de triangulära konfigurationerna gäller att den högsta
flödestätheten fås över mittfasen och att den avtar betydligt över ytterfaserna.
Detta framgår av Tabell 22 där beräknade värden på t ex kabelytan är högre för de
vertikala beräkningslinjerna, rakt över mittfasen, jämfört med motsvarande
avstånd för de horisontella linjerna.
För båda huvudfallen gäller att magnetfältet på kabelytan alltid är < 18 mT, även
vid de höga strömmarna på 1 000 – 1 900 A. Det går därmed att lägga handen på
kablarna utan några restriktioner.
60
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
Magnetfältet 1 cm utanför kabelytan är i samtliga fall < 6 mT, vilket gör att det för
kroppsdelar utom huvudet inte finns några restriktioner. Arbetskläderna skall i
samtliga fall ge ett sådant minimiavstånd att kravet på < 6 mT vid kroppsytan kan
innehållas, och det gäller för alla här redovisade kabelvarianter och strömmar.
Hjälmen med dess upphängning och kraniets tjocklek ger ett minsta avstånd
mellan en kabel och hjärnan på ca 4 cm och i detta fall gäller låg insatsnivå 1 mT.
För kablar i horisontell konfiguration fås magnetfält betydligt över denna nivå rakt
över mittfasen. Vid 100 % av nominell ström måste avståndet öka till 95 - 220 mm
från kabelytan för att magnetfältet skall bli ≤ 1 mT. För den triangulära
konfigurationen krävs att avståndet från ytan ökas till ca 120 mm. Vid lägre ström
fås kortare avstånd, men för den horisontella konfigurationen kräv en minskning
ända till 26 - 50 % för att klara kravet på 1 mT vid 4 cm från kabelns yta.
Tabell 22. Beräknad magnetfältsnivå. 3-fas horisontell konfiguration.
Konfiguration
Horisont.
Ström (A)
1500
1600
1000
Ledararea
(mm2)
2500
2000
630
Ytterdiameter
(mm)
115
95
65
Beräkningslinje
Horisont.
Vertikal
Horisont.
Vertikal
Horisont.
Vertikal
Magnetfält på
kabelns yta
(mT)
4,23
5,36
5,52
6,88
5,16
6,21
Magnetfält på
kabelns yta + 1
cm (mT)
3,51
4,61
4,42
5,75
3,79
4,82
Magnetfält på
kabelns yta + 4
cm (mT)
2,24
3,24
2,66
3,85
1,99
2,90
125
210
140
220
95
150
760
910
760
900
535
650
45 %
670
31 %
460
38 %
600
26 %
415
50 %
500
34 %
340
Avstånd från
kabelns yta för
att uppnå ≤ 1
mT (mm)
Avstånd från
kabelns yta för
att uppnå ≤
100 µT (mm)
Ström vid
1 mT på
kabelns yta
+ 4 cm (A)
Horisont.
Horisont.
Horisont.
Horisont.
Horisont.
Om man vill undvika att ha olika förhållningssätt till kablar i horisontell
konfiguration jämfört med i triangulär konfiguration, ger ett minimiavstånd på 250
mm mellan kabelns yta och huvudet möjlighet till arbete upp till angiven ström
1 500/1900, 1 600/1900 respektive 1 000/1000 A.
61
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
Det gäller med andra ord att undvika att komma nära kablarna med huvudet och i
flertalet fall bör det inte vara något problem. Däremot när det är trångt, kanske i en
kabelkulvert där arbete måste utföras på en kabel samtidigt som det ligger andra
kabelförband på stegar i närheten, kan det säkerligen vara svårt att kunna
säkerställa ett visst minimiavstånd, se ett exempel på detta visas i den tidigare
visade Figur 37 och i Figur 38. I mer speciella situationer kan lämpligen en enkel
skärm användas för att förhindra att huvudet kommer för nära ett kabelförband i
drift.
Tabell 23. Beräknad magnetfältsnivå. 3-fas triangulär konfiguration.
Konfiguration
Triang.
Ström (A)
1900
1900
1000
Ledararea
(mm2)
2500
2000
630
Ytterdiameter
(mm)
115
95
65
Beräkningslinje
Horisont.
Vertikal
Horisont.
Vertikal
Horisont.
Vertikal
Magnetfält på
kabelns yta
(mT)
4,86
4,73
5,91
5,93
4,52
4,50
Magnetfält på
kabelns yta + 1
cm (mT)
3,96
3,83
4,62
4,60
3,19
3,14
Magnetfält på
kabelns yta + 4
cm (mT)
2,41
2,32
2,62
2,56
1,52
1,47
120
116
120
120
65
65
620
610
580
570
335
335
41 %
780
43 %
820
38 %
720
39 %
740
65 %
650
68 %
680
Avstånd från
kabelns yta för
att uppnå 1 mT
(mm)
Avstånd från
kabelns yta för
att uppnå ≤
100 µT (mm)
Ström vid
1 mT på
kabelns yta
+ 4 cm (A)
Triang.
Triang.
Triang.
Triang.
Triang.
För kabelgeometrier och strömvärden som inte finns i tabellerna ovan kan enkla
överslagsberäkningar göras. Magnetfältet är direkt proportionellt mot strömmen
och mot fasavståndet, så tabellerna kan enkelt skalas om till andra värden.
Avståndet centrum-centrum som använts för de horisontella konfigurationerna är
ett normalt före-kommande avstånd på 70 mm + 2 kabelradier. För stora
fasavstånd närmar sig magnetfältsnivån den som fås från en lång rak ledare.
62
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
Figur 38: Kabelförband i tunnel med två parallella 3-fasgrupper i triangulär konfiguration.
Kabelarea 1200 mm2. Vid arbete på det inre förbandet är det lätt att komma nära det yttre.
63
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
10 Sammanfattning och riktlinjer för arbete i
elektriska och magnetiska fält
För arbete i miljöer där det förekommer elektriska och magnetiska fält finns sedan
1 juli 2016 en föreskrift från Arbetsmiljöverket (AFS 2016:3) som anger s k insatsoch gräns-värden för dessa fält. Enligt föreskriften skall arbetsgivaren som en del i
det systematiska arbetsmiljöarbetet bedöma de risker som uppstår p g a fält på
arbetsplatsen och om nödvändigt mäta eller beräkna nivåerna på dessa fält. Om
det då visar sig att insatsnivåerna överskrids skall arbetsgivaren ta fram en
handlingsplan för att före-bygga exponering överstigande gränsvärdet.
Gränsvärdena är i detta fall grundade på akuta och övergående effekter på
människokroppen och uttryckta som en elektrisk fältstyrka (mV/m) inne i
kroppen. Denna storhet kan inte mätas direkt men har räknats om till mätbara
elektriska och magnetiska fält utanför kroppen – de s k insatsvärdena. Överskrids
inte insatsvärdena kommer inte heller gränsvärdena att överskridas. Det finns två
olika gränsvärden och motsvarande insatsvärden för både elektriska och
magnetiska fält. Därtill finns även insatsvärden för extremiteterna. Vid 50 Hz
gäller för-enklat insatsvärden enligt Tabell 24 nedan.
I bedömningen av en specifik arbetssituation måste hänsyn tas inte bara till fältets
nivå utan även till arbetsplatsen utformning och hur kroppen kommer att placeras
i förhållande till spänningssatta objekt. Det blir därför praktiskt att ta hänsyn till de
avstånd som finns tabellerade som avstånd till risk- och närområdets yttre gräns.
64
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
Arbetsuppgifterna kan delas in i arbete på luftledningar, i stationer och ställverk
och på kablar.
10.1
RIKTLINJER FÖR ARBETE PÅ LUFTLEDNINGAR
Vid arbete på luftledningar utanför närområdets yttre gräns, d v s vid s k Arbete
utan spänning, är nivåerna för både det elektriska och det magnetiska fältet under
de lägre insatsnivåerna (10 kV/m resp. 1000 µT).
Arbete nära spänning kan utföras med vissa begränsningar. Vid dessa
förhållandevis långa avstånd utgör inte det magnetiska fältet något problem, men
det elektriska fältet kan ligga i området låg – hög insatsnivå (10-20 kV/m) runt
faslinorna. Längs ett stolpben på 145 kV ledning kan fältstyrkan närma sig men
knappast överstiga 24 kV/m. En fuktig trästolpe eller en stolpe med nedledare ger
generellt högre fältstyrka än en torr stolpe och högst fältstyrka fås i nivå faslinorna.
Arbete från skylift med isolerad korg rekommenderas för arbete på 145 kV
ledningar och kan med fördel användas för lägre spänningar.
Handskmetoden kan användas upp till 36 kV systemspänning men används
vanligen upp till 24 kV. Handskarna isolerar för spänningen men begränsar varken
det elektriska eller det magnetiska fältet. Vid 36 kV krävs ett minsta avstånd på 25
cm mellan faslina och huvud-bål och vid 24 kV krävs 17 cm för att klara den höga
insats-nivån för E-fält (20 kV/m). Detta bör inte vara till hinder för arbetsmetoden,
men kräver en viss uppmärksamhet. Den elektriska fältstyrkan alldeles invid
faslinorna blir mycket hög och även i förhållande till insatsvärdet för extremiteter
på 50 kV/m. Räknat över händer och underarmar fås dock acceptabla förhållanden
för 12 och 24 kV, men inte för 36 kV. För denna högsta spänningsnivå krävs någon
form av verktyg som ger en viss distans. Det magnetiska fältet är högt invid
faslinorna, men avtar snabbt. Den högre insatsnivån på 6 000 µT passeras efter ca 2
cm och den lägre nivån på 1 000 µT efter ca 15 cm. Detta skall inte innebära något
hinder eller större besvär för arbetsmetoden.
Vid arbete med spänning med isolerstångsmetoden befinner sig montören utanför
riskområdet och detta kan då likställas med Arbete nära spänning.
Arbete med barhandsmetoden kan bli aktuellt på ledningar för 145 kV och 72,5 kV
och möjligen för 52 kV. Inverkan av det elektriska fältet begränsas bäst med
användning av en s k ledande dräkt. En hel dräkt med huva rekommenderas och
för 145 kV även ett ledande visir som ger ett förstärkt skydd för ansiktet. Ledande
handskar krävs också vid 72,5 och 145 kV, eftersom E-fältet är högt invid
faslinorna. Högst fältstyrka fås i området mellan faslinorna, så därför bör arbetet
ske från en position utanför eller under faslinorna. Detta mer eller mindre
förutsätter användning av en lift med isolerad korg. Det magnetiska fältet är här
ett mindre problem och kräver bara en medvetenhet om frågan. Avståndet mellan
fasledare och huvud bör vara minst ca 10 cm vid 800 A och 20 cm vid 1600 A. För
övriga kroppsdelar gäller ca 3 respektive ca 6 cm.
65
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
10.2
RIKTLINJER FÖR ARBETE I STATIONER OCH STÄLLVERK
För kapslade ställverk för 12 och 24 kV utgör det elektriska fältet inget problem då
kapslingen effektivt avskärmar fältet. Inte heller vid äldre och öppna
mellanspännings-ställverk når E-fältet över aktuella insatsvärden. I
ställverksrummet, omedelbart framför fullt belastade fack och samlingsskena, kan
det magnetiska fältet uppgå till knappt 500 µT, väl under låg insatsnivå. Högre
magnetfältsnivåer, mellan låg och hög insatsnivå (1000 - 2000 µT), kan fås vid
arbete på kabelsidan i ett fack om facken på båda sidor är fullt belastade.
Vid arbete på längre avstånd i öppna stationer för 52–145 kV, s k Arbete utan
spänning, är magnetfältsnivån vid full belastning väl under låg insatsnivå. Det
elektriska fältet är också lågt i anläggningar för 52 och 72,5 kV, likaledes väl under
låg insatsnivå. I stationer för 145 kV är E-fältet vanligen under låg insatsnivå, men
fältförstärkning kan ge upphov till lokalt högre fält – upp mot hög insatsnivå (20
kV/m). Mycket lokalt kan fältstyrkan bli ännu högre, men det är då framförallt
händerna som kan exponeras för sådana fält.
Vid Arbete nära spänning är magnetfältsnivån fortfarande väl under låg insatsnivå
medan det elektriska fältet vid arbete från marknivå ligger mellan låg och hög
insats-nivå. I det begränsade området mellan faserna som ligger utanför
riskområdet kan fältstyrkan nå upp över 24 kV/m, så detta område bör reserveras
för Arbete med spänning.
Vid Arbete med spänning, med isolerstångsmetoden, blir bedömningen med
avseende på fält densamma som för Arbete nära spänning, då montören arbetar
från en position utanför riskområdet.
10.3
FÖRSTÄRKNING AV DET ELEKTRISKA FÄLTET INVID JORDADE
STRUKTURER
Det elektriska fältet påverkas av ledande föremål och därmed kan det ske en lokal
men påtaglig förstärkning av det elektriska fältet invid jordade föremål, som t ex
vid apparatstativ, ledarrör och linor. Liten radie, kantigheter och spetsar ger hög
fält-förstärkning. Men, för att det resulterande fältet skall bli besvärande högt
(>24 kV/m), krävs att det opåverkade fältet är >5 kV/m, vilket gör att detta är en
fråga för i huvudsak stationer för 130/145 kV. Vid ny- eller ombyggnad av ett fack i
en station kan fältstyrkan invid linor och stativ nå höga värden och kräva särskild
varsamhet. Det är dock svårt att i mer generella termer peka ut alla de situationer
där fältförstärkningen kan bli så besvärande hög att det krävs skyddsåtgärder.
10.4
RIKTLINJER FÖR ARBETE PÅ KABLAR
Högspänningskablar är omslutna av jordad skärm som effektivt begränsar det
elektriska fältet. Kablarnas isolation gör det samtidigt möjligt att arbeta med
kroppen nära dem och komma in i ett område med högt magnetiskt fält. Nivån på
fältet beror på kabelförbandets geometri, där ett 3-fasigt förband är mer gynnsamt
är ett 1-fasigt. Likaså är ett 3-fasigt förband med kablarna i triangelform mer
gynnsamt än ett förband med faserna horisontellt placerade.
66
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
Generellt gäller att man skall hålla huvudet på avstånd från kabelförbandet och det
gäller framförallt rakt över (och under) mittfasen i det horisontella förbandet. För
en horisontell förläggning krävs upp till 220 mm vid full märkström 1600 A. För en
triangulär förläggning räcker det 100 mm. Ett minimiavstånd på 250 mm mellan
kabelyta och huvud ger således marginal för arbete på båda typerna av förband.
Magnetfältet på kablarnas yta blir högt vid märkström, men inte över insatsvärdet
för händerna. Man kan alltså ta i kablarna även om de är fullt belastade.
Vid arbete i trånga utrymmen, som i en kulvert, kan t ex en tillfälligt placerad
skärm användas för att säkerställa att inte huvudet kommer för nära ett
kabelförband i drift.
10.5
ÖVERSIKT AV BEDÖMDA ARBETSUPPGIFTER
I översikten i Tabell 25 visas resultatet av en bedömning av elektriska och
magnetiska fält vid ett antal olika arbetsuppgifter.
Tabell 24. Översikt av arbetsuppgifter och exponeringsförhållanden.
Under låg insatsnivå.
Arbetet kan utföras.
Pos
Låg – hög insatsnivå.
Arbetet kan utföras med vissa
restriktioner.
Arbetsuppgifter och förutsättningar för
exponering
Över hög insatsnivå.
Arbetet bör inte utföras på
detta sätt
Bedömning m a p
elektriskt fält
Bedömning m a p
magnetiskt fält
Luftledningar
1
Luftledningar 24-145 kV.
Arbete Utan Spänning.
Under låg
insatsnivå.
Under låg insatsnivå.
2
Luftledningar 24-72,5 kV.
Arbete Nära Spänning,
vid närområdets inre gräns.
Lokalt låg – hög
insatsnivå
Under låg insatsnivå.
3
Luftledningar 145 kV.
Arbete Nära Spänning, längs stolpben
och i nivå med faslina.
Lokalt hög insatsnivå - 24 kV/m
Under låg insatsnivå.
4
Luftledningar 24-145 kV.
Arbete Med Spänning. Isolerstångsmetoden.
Samma som
Arbete Nära
Spänning.
Pos 2 och 3
Samma som Arbete
Nära Spänning.
Pos 2 och 3
5
Luftledningar 12-24 kV. 630 A.
Arbete Med Spänning. Isolerhandskmetoden
Min avstånd till
faslina:
Huvud/bål 17 cm
Min avstånd till faslina:
Huvud 15 cm.
Större kroppsdel 2 cm.
6
Luftledningar 36 kV. 630 A.
Arbete Med Spänning. Isolerhandskmetoden.
Min avst till
faslina
Huvud/bål: 25 cm
> 50 kV/m vid faslina för händerna.
Min avstånd till faslina:
Huvud 15 cm.
Större kroppsdel 2 cm.
7
Luftledningar 52-72,5 kV. 800 A.
Arbete Med Spänning.
Barhandsmetoden.
Ledande dräkt
förutsätts
Min avstånd till faslina:
Huvud 9 cm.
Större kroppsdel 3 cm.
67
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
Pos
Arbetsuppgifter och förutsättningar för
exponering
Bedömning m a p
elektriskt fält
Bedömning m a p
magnetiskt fält
8
Luftledningar 145 kV. 1600 A.
Arbete Med Spänning.
Barhandsmetoden med ledande dräkt
och visir.
Ledande dräkt
förutsätts
Min avstånd till faslina:
Huvud 17 cm.
Större kroppsdel 6 cm.
Stationer och ställverk
9
Kapslade ställverk för 12 och 24 kV.
3150 A i samlingsskena och 1600 A i fack.
Arbete framför stängda skåp.
Under låg
insatsnivå.
Under låg insatsnivå.
10
Kapslade ställverk för 12 och 24 kV.
3150 A i samlingsskena och 1600 A i fack.
Arbete inne i fack med anslutning av hsp
kablar.
Under låg
insatsnivå.
Låg - hög insatsnivå.
11
Luftisolerade stationer för 52/72,5.
1250 resp. 2500 A i samlingsskena och
825 resp. 1600 A i fack.
Arbete Utan Spänning.
Under låg
insatsnivå.
Under låg insatsnivå.
12
Luftisolerade stationer för 145 kV.
2500 A i samlingsskena och 1600 A i fack.
Arbete Utan Spänning.
Under låg
insatsnivå.
Fältförstärkning
kan lokalt ge
≤20 kV/m.
Under låg insatsnivå.
13
Luftisolerade stationer för 52/72,5 kV.
1250/2500 A i samlingsskena och 825/1600 A
i fack.
Arbete Nära Spänning.
Ej arbete i området mellan faserna.
Låg - hög
insatsnivå.
Under låg insatsnivå.
14
Luftisolerade stationer för 145 kV.
2500 A i samlingsskena och 1600 A i fack.
Arbete Nära Spänning.
Ej arbete i området mellan faserna.
Låg - hög
insatsnivå.
Under låg insatsnivå.
15
Luftisolerade stationer för 52/72,5/145 kV.
1250/2500/2500 A i samlingsskena och
825/1600/1600 A i fack.
Arbete mellan faserna.
Lokalt över hög
insatsnivå mellan
faserna.
Under låg insatsnivå.
16
Luftisolerade stationer för 52/72,5/145 kV.
Arbete Med Spänning. Isolerstångsmetoden.
Samma som
Arbete Nära
Spänning.
Pos 13-14.
Samma som Arbete
Nära Spänning. Pos 13.
68
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
Pos
Arbetsuppgifter och förutsättningar för
exponering
Bedömning m a p
elektriskt fält
Bedömning m a p
magnetiskt fält
17
Horisontell konfiguration
132/145 kV / 2500 mm2 / 1500 A
66 /72,5 kV / 2000 mm2 / 1600 A
30 /36 kV / 630 mm2 / 1000 A
/1600/1000 A
Inget yttre E-fält
Under låg insatsnivå
vid
>220 mm från kabelns
yta till huvudet.
18
Triangulär konfiguration
132/145 kV / 2500 mm2/ 1900 A
66 /72,5 kV / 2000 mm2 / 1900 A
30 /36 kV / 630 mm2 / 1000 A
Inget yttre E-fält
Under låg insatsnivå
vid
>100 mm från kabelns
yta till huvudet.
Kablar
69
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
11 Referenser
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
Guidelines for limiting exposure to time-varying electric and magnetic fields,
and to electromagnetic fields (up to 300 GHz). ICNIRP Guidelines 1998. Health
Physics. April 1998. Vol 74. No 4. pp 494-522.
Rådets rekommendation av den 12 juli 1999 om begränsning av allmänhetens
exponering för elektromagnetiska fält (0 Hz – 300 GHz).
Strålsäkerhetsmyndighetens allmänna råd om begränsning av allmänhetens
exponering för elektromagnetiska fält. SSMFS 2008:18.
Europaparlamentets och rådets direktiv 2013/35/EU av den 26 juni 2013 om
mini-mikrav för arbetstagares hälsa och säkerhet vid exponering för risker som
har sam-band med fysikaliska agens (elektromagnetiska fält) i arbetet (20:e
särdirektivet enligt artikel 16.1 i direktiv 89/391/EEG) och om upphävande av
direktiv 2004/40/EG.
ICNIRP Guidelines for limiting exposure to time-varying electric and magnetic
fields (1 Hz to 100 kHz). Health Physics. December 2010. Volume 99. No 6. pp
818-836.
Elektromagnetiska fält. Arbetsmiljöverkets föreskrifter om elektromagnetiska
fält och allmänna råd om tillämpningen av föreskrifterna. AFS 2016:3.
Icke-bindande vägledning till god praxis vid tillämpningen av direktiv
2013/35/EU Elektromagnetiska fält. Volym 1: Praktisk vägledning.
Praktisk vägledning för god praxis vid tillämpningen av direktiv 2013/35/EU
Elektromagnetiska fält Volym 2: Fallstudier.
Icke-bindande vägledning för god praxis vid tillämpningen av direktiv
2013/35/EU om elektromagnetiska fält. Vägledning för små och medelstora
företag.
Systematiskt arbetsmiljöarbete. AFS 2001:1. Arbetsmiljöverket. 2001.
Guide for implementing directive 2013/35/EU on electromagnetic fields.
ENSTO-E. 2016.
www.entsoe.eu/Documents/SDC%20documents/entsoe_EMF_report_web.pdf
Basic standard for the evaluation of workers’ exposure to electric and magnetic
fields from equipment and installations for the production, transmission and
distribution of electricity. Draft prEN 50647. Cenelec. April 2016.
Isabelle Magne and François Deschamps: Electric field induced in the human
body by uniform 50 Hz electric and magnetic fields: bibliography analysis and
method for conservatively deriving measurable limits.
Journal of Radiological Protection. 36. 2016. pp 419-436.
Richard Findlay. Dosimetry Study Part II. The Effects of Body Height and
Mass on the Calculated Induced Electric Fields at 50 Hz and Comparisons with
the EMF Directive. Contract Report. EMFCOMP-07-2013.
R. P. Findaly: Induced electric fields in the Maxwell surface-based human
modell from exposure to external low frequency electric fields.
Radiation Protection Dosimetry. Vol. 162. No. 3. 2014. pp 244-253.
Peter Dimbylow: Development of the female voxel phantom, NAOMI, and its
aplication to calculations of induced current densities and electric fields from
applied low frequency magnetic and electric fields.
Physics in Medicine and Biology. 50. 2005. pp 1047-1070.
70
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
17. Elektrisk fältstyrka vid rondning och underhållsarbete i stationsmiljö.
STRI rapport R16-1232 av Joacim Törnqvist och Göran Olsson.
Rapporten kan laddas ner från Aktörsportalen/Teknik och entreprenad/Arbete
i elektriska fält på Svenska kraftnäts hemsida.
18. Skötsel av elektriska anläggningar. Del1: Allmänna fordringar. SS-EN 50 110-1,
utg 3: 2013.
19. EPRI AC Transmission Line Reference Book – 200 kV and Above. Third
Edition. EPRI, Palo Alto, CA, USA. 2005.
20. Larsson, Anette och Olsson, Göran: Arbete i höga elektriska och magnetiska
fält. Luftledningar 70-400 kV. Elforsk rapport 09.99.
21. Göcsei, Gábor m fl: Shielding efficiency of conductive clothing during live-line
maintenance. ICOLIM 2014.
71
ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT
I DISTRIBUTIONS- OCH REGIONNÄT
I juli 2016 trädde en föreskrift från Arbetsmiljöverket i kraft som reglerar
arbetstagares exponering för elektriska och magnetiska fält inom frekvensområdet 0 Hz – 300 GHz. Givna gränsvärden baseras på vetenskapligt vedertagna samband mellan exponering för fält och akuta och övergående
effekter på människokroppen.
Här beskrivs vilken påverkan föreskriften får på byggnads- och underhållsarbete i distributions- och regionnät; från 10/12 till 130/145 kV, och fokus är på
fält med frekvensen 50 Hz.
Ett centralt moment är att bedöma de risker för arbetstagarnas hälsa som en
viss exponering för ett elektriskt eller magnetiskt fält kan medföra. En uppskattning av fältets storlek kan göras genom att utnyttja de vägledningar som
finns eller genom att utföra beräkningar och eller mätningar. Arbetstagarna
ska informeras om resultatet av riskbedömningen och om eventuella effekter
på människan.
Rapporten innehåller också en vägledning för riskbedömning av arbete på
luftledningar, i stationer och ställverk och med kablar. Arbetsuppgifterna har
delats in i grupperna arbete utan spänning, arbete nära spänning och arbete
med spänning.
Resultaten visar att det elektriska fältet är en mer begränsande faktor än det
magnetiska, men att den praktiska betydelsen för om och hur arbetsuppgifterna kan utföras är ganska liten.
Ett nytt steg i energiforskningen
Energiforsk är en forsknings- och kunskapsorganisation som samlar stora delar av svensk
forskning och utveckling om energi. Målet är att öka effektivitet och nyttiggörande av ­resultat
inför framtida utmaningar inom energiområdet. Vi verkar inom ett antal forskningsområden,­­
och tar fram kunskap om resurseffektiv energi i ett helhetsperspektiv – från källan, via
omvandling och överföring till användning av energin. www.energiforsk.se
Download
Random flashcards
Create flashcards